Brownsche Molekularbewegung
in Flüssigkeiten und Gasen

Wie kann man sich Wärme eigentlich vorstellen?

Beschreibe die folgenden drei Kurzversuche mit Hilfe eines Kurzprotokolls. Verzichte aber zunächst auf die Erklärung, sondern lasse etwas Platz dafür.

Lese anschließend den Informationstext zur Brownschen Molekularbewegung. Erkläre nun Deine Beobachtungen mit Hilfe dieser Informationen.

Versuch 1 Fülle je ein Glas mit heißem und kaltem Wasser. Lasse anschließend einenTropfen Tinte in jedes Glas tropfen.

Versuch 2 Fülle je ein Glas mit heißem und kaltem Wasser. Lasse anschließend einen Löffel Zucker in das Glas rieseln, ohne es umzurühren.

Versuch 3
Fülle je ein Glas mit heißem und kalten Wasser. Rühre jeweils eine Messerspitze Asche oder Mehl in das Wasser und halte das Glas gegen das Licht. Beobachte!

Information In einer Flüssigkeit oder einem Gas bewegen sich die Teilchen freigegeneinander. Dabei führt jedes Teilchen eine zickzackförmige Bewegung aus. An jedem Knick kommt es zu einem Zusammenstoß mit einem anderen Teilchen. Je größer die Temperatur in einem Gas oder einer Flüssigkleit ist, desto schneller bewegen sich durchschnittlich die darin enthaltenen Teilchen. Trifft ein solches Teilchen auf ein anderes Objekt, so kommt es zu einem Stoß.Dabei kann sich das andere Objekt erwärmen, Feststoffe können sich u.U. auflösen.

Weiterführende Experimente und Fragen für Experten und Neugierige:

- Für unsere Temperaturskalen gibt es eine untere Grenze. Sie liegt bei etwa -273°C. Warum muss es diese untere Grenze für Temperaturen geben? Wie sieht eine Flüssigkeit dann im Teilchenmodell aus?

- Besorge Dir zwei unterschiedlich schwere Kugeln etwa gleicher Größe, z.B. einen Golfball und einen Tischtennisball. Treffen sie aufeinander, erkennst Du, dass sich der leichtere Ball schneller bewegt als der schwere, trägere.
Nun übertrage dies auf unser Teilchenmodell: Nehmen wir ein Gas mit unterschiedlich schweren Teilchen, z.B. unsere Luft, die ja hauptsächlich aus Sauerstoff, Stickstoff und CO₂ besteht. Die CO₂-Moleküle sind dabei deutlich schwerer als die anderen Moleküle. Wie sieht demnach die Teilchenbewegung in unserer Luft aus?

- Die Teilchenbewegung bei Gasen hängt stark vom Druck ab. Hoher Druck bedeutet, dass die Gasteilchen näher beieinander liegen. Wie verändert sich das Bild, das in der Information angegeben ist, wenn der Druck steigt?

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