Grundbegriffe der Physik

Übersicht

  1. Einheiten und Größen
  2. Modelle
  3. Teilchenmodell

Status Fragen & Aufgaben: vollständig (Stand: 8. Mai 2017)

Status Inhalt: Teilchenmodell 1 fehlendes Video (Stand: 8. Mai 2017)

Fragen & Aufgaben

0. Grundbegriffe der Physik

Überschrift (schreibe als Überschrift): Grundbegriffe der Physik

1. Einheiten und Größen

Überschrift (schreibe als Überschrift): 1. Einheiten und Größen

Aufgaben

  1. Schreibe: Größe:
  2. Lies unten nach was eine Größe ist und schreibe eine Definition nach dem Doppelpunkt.
  3. Schreibe: Einheit:
  4. Lies unten nach, was eine Einheit ist und schreibe eine Definition nach dem Doppelpunkt.
  5. Schreibe als Unterüberschrift: SI-Einheiten
  6. Dann kopiere die unten stehende Tabelle. Verwende Wikipedia (Link) um die Lücken auszufüllen.
  7. Schreibe als Unterüberschrift: Abgeleitete Einheiten
  8. Kopiere den unten stehenden Text über abgeleitete Einheiten.
  9. Dann füge als Beispiel Flächen hinzu. Nimm die Tabelle als Vorgabe und gib an, aus wie vielen Längen sich eine Fläche zusammensetzt und kopiere die Grafik. Verwende dabei dieselben Farben.

2. Modelle

Überschrift (schreibe als Überschrift): 2. Modelle

Aufgaben

  1. Kopiere den Text und die Beispiele, die du unten findest.
  2. Ergänze die Beispiele um zwei weitere Beispiele, nämlich den U-Bahnnetzplan und einem von dir erfundenen Beispiel.
  3. Schreib bei beidem, was wichtig und unwichtig ist.

3. Das Teilchenmodell

Überschrift (schreibe als Überschrift): 3. Das Teilchenmodell

Aufgaben

  1. Kopiere den Text und die 6 Eigenschaften des Teilchenmodells.
  2. Schreibe als Unterüberschrift: 3.1 Aggregatzustände
  3. Kopiere nur die Grafik, aber ergänze die leeren Felder. Alle Wörter, die du brauchst, findest du unten.
  4. Schreibe als Unterüberschrift: 3.2 Aggregatzustände erklärt mit dem Teilchenmodell
  5. Sieh dir ein Youtube-Video an, dass das Teilchenmodell und die Aggregatzustände erklärt (Link)
  6. Recherchiere auf der Webseite, die du unten findest folgende Punkte für alle drei Zustände:
    1. Sind die Teilchen geordnet, also nehmen sie feste Plätze ein?
    2. Wie nah sind sich die einzelnen Teilchen?
    3. Wie stark ziehen sich die Teilchen an?
    4. Lassen sich die Stoffe komprimieren, also zusammendrücken?
  7. Dann fasse deine Recherche in Tabellenform unter der kopierten Grafik zusammen.
Teilcheneigenschaften Feststoff Flüssigkeit Gas
Anordnung
Nähe der Teilchen
Anziehungskraft
Komprimierbar

Glückwunsch! Physik ist somit erledigt!

Inhalt

1. Einheiten und Größen

1.1 Einführung

Die Physik ist eine exakte Wissenschaft, die versucht die Welt und die Vorgänge in der Welt zu beschreiben. Dafür werden Daten durch Messungen genommen. Bevor man allerdings Messungen vornehmen kann, muss man zwei Dinge festlegen. Erstens muss man wissen, was man mit welchen Instrumenten misst. Es gibt unterschiedliche Größen die gemessen werden. Längen misst man mit einem Lineal, Zeit mit einer Stopuhr, Volumen mit einem Messbecher. Zweitens muss man die Größen in gleichmäßige Abstände unterteilen. Diese Unterteilung nennt man Einheiten. Längeneinheiten sind Meter, Kilometer, Zentimeter usw. Zeiteinheiten sind Sekunden, Stunde, Jahre usw. Einheiten für das Volumen sind Liter, Kubikdezimeter, Kubikmeter usw.

1.2 Basiseinheiten und Basisgrößen

Die Physik hat ein einheitliches System für Größen und Einheiten definiert, das weltweit von den meisten Wissenschaftlern verwendet wird. Es sind die SI-Einheiten. Insgesamt gibt es sieben SI-Einheiten, die man auch Basiseinheiten nennt (siehe Tabelle).

Basisgröße Basiseinheit Abkürzung
Länge Meter m
Masse Kilogramm kg
Zeit Sekunden s
Temperatur
Stromstärke A
Lichtstärke Candela
Mol mol

Abgeleitete Größen

Alle anderen Größen lassen sich von den SI-Basisgrößen ableiten. Sowohl Fläche als auch Raum leiten sich von Längen ab.

Länge Größe...Länge
Zusammensetzung...Länge
Einheit...Meter
Abkürzung...m
Fläche Fläche
LängexLänge
MeterxMeter
m2
Raum Raum
LängexLängexLänge
MeterxMeterxMeter
m3

2. Modelle

Ein Modell ist eine Vereinfachung der Welt. Physiker verwenden Modelle, um etwas sehr Kompliziertes einfacher zu machen. Dann können sie leichter Erklärungen für das Komplizierte finden. Beim Vereinfachen werden nur die wichtigsten Informationen beachtet und alle unwichtigen Informationen werden weggelassen. Ansonsten würden Physiker den Wald vor lauter Bäumen nicht finden.

Ein Modell, das Physiker verwenden, ist das Teilchenmodell, aber das besprechen wir später.

Alltagsbeispiele für Modelle

3. Das Teilchenmodell

Das Teilchenmodell ist eine großartige Leistung von Physikern. Damit versuchen sie nicht weniger als die gesamte uns umgebende Welt zu vereinfachen. Dafür wird die gesamte Welt auf Teilchen reduziert, um uns Physikern das Erklären der Welt einfacher zu machen. Damit das gelingen kann, wurden für Teilchen bestimmte Eigenschaften festgelegt.

  1. Materie besteht aus Teilchen.
  2. Teilchen sind winzig klein.
  3. Teilchen sind ständig in Bewegung.
  4. Teilchen ziehen sich gegenseitig an.
  5. Zwischen den Teilchen ist nichts!
  6. Teilchen haben Masse.

3.1 Aggregatzustände

Wenn wir Wasser betrachten, dann kann es zu Eis erstarren oder im erhitzten Kochtopf verdampfen. Die verschiedenen Formen die Wasser einnehmen kann, nennt man Aggregatzustände. Es gibt insgesamt drei Aggregatzustände, nämlich fest, flüssig oder gasförmig. (Es gibt noch Spezialfälle wie z.B. Plasma, aber die sind im Moment unwichtig.) Ob Wasser zu Eis oder zum gasförmigen Wasserdampf wird, hängt von der Temperatur ab. Bei 0 °C gefriert Wasser zu Eis. Bei 100 °C verdampft Wasser zu Wasserdampf. 0 °C ist der Schmelz- oder Erstarrungspunkt von Wasser. 100°C ist der Siedepunkt von Wasser.

Die Zustandsänderungen haben verschiedene Namen. Ändert sich der Zustand von einem Feststoff zu einer Flüssigkeit, dann schmilzt der Feststoff. Ändert sich jedoch der Zustand von einer Flüssigkeit zu einem Feststoff, dann erstarrt die Flüssigkeit. Somit hat jede Zustandsänderung ihren Namen. Stoffe können schmelzen, erstarren, kondensieren, verdampfen, sublimieren und resublimieren. Der Wasserdampf in der Dusche kondensiert am Badezimmerspiegel zu Wasser. Sublimieren und Resublimieren kennt man aus dem Alltag eher nicht, daher empfiehlt es sich die verlinkten Videos zum Sublimieren (YouTube in Englisch) und Resublimieren (YouTube) anzusehen.

Hier sollte ein Grafik zu den Aggregatzuständen erscheinen.

3.2 Aggregatzustände erklärt mit dem Teilchenmodell

Die Aggregatzustände hängen von der Temperatur ab, aber warum dann ein Stoff fest, flüssig oder gasförmig ist, ist damit noch nicht erklärt. Das Teilchenmodell bietet sich an, um eine Erklärung für die Festigkeit von Feststoffen oder die Verformbarkeit von Flüssigkeiten zu liefern. In der obigen Grafik hast du schon die ersten Hinweise, wenn du dir die Teilchen von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen ansiehst und miteinander vergleichst. Auf dieser Seite findest du mehr Informationen http://w3.restena.lu/ddnuc/COURS/3/330m.htm (Das ist eine Webseite eine Lehrerteams aus Luxemburg: dem DDNUC [DOCUMENTATION CENTER FOR DIDACTIC AND NEW TEACHING METHODS IN CHEMISTRY]).