Class Set Temperature and Calorimetry
Grade level: Grades 8–10
Number of working groups: 6 parallel working groups
Use: Student experiments on temperature measurement, heat capacity, latent heat of fusion, mixing temperature, heating and cooling processes, and calorimetry
With the Class Set Temperature and Calorimetry, six working groups can independently investigate key topics in thermal physics. The materials are designed for physics lessons in Grades 8–10 and enable a range of experiments on temperature measurement and calorimetry.
Students determine the specific heat capacity of water and metals as well as the specific latent heat of fusion of ice. Further experiments cover mixing temperatures, the heating and cooling of water, and Newton's law of cooling. Temperature changes can also be recorded and evaluated using temperature-time graphs.
Three learning stations focus specifically on temperature and thermometers. Students investigate the operating principle of a digital thermometer using NTC and PTC components, calibrate a liquid thermometer and examine how ambient pressure affects the boiling point of water. These stations can also be carried out simultaneously by six working groups.
Physics topics can additionally be combined with coding and the Calliope mini. Three additional worksheets are provided for this purpose. The student worksheets are also available as editable Word files. A comprehensive teacher's guide with material lists, instructions, experiment procedures, evaluation guidance and practical tips supports lesson preparation and classroom use.
Mit einem Kalorimeter wird die spezifische Wärmekapazität des Wassers bestimmt. Dabei wird die physikalische Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität thematisiert.
In diesem Experiment wird die spezifische Wärmekapazität zwei gleich schwerer Metallzylinder berechnet. Anhand der Tabelle zu den Wärmekapazitäten werden die beiden Materialien bestimmt.
In diesem Experiment wird die spezifische Schmelzwärme von Eis gemessen. Bei der Auswertung wird die Bedeutung der spezifischen Schmelzwärme thematisiert.
In der ersten Station wird das Prinzip eines Digitalthermometers erkundet. Dabei wird mit einem Multimeter der elektrische Widerstand eines NTC- und eines PTC-Bauelements bei Raumtemperatur und bei Erwärmung bestimmt. Anschließend wird die Temperatur aus einem Widerstands-Temperatur-Diagramm abgelesen und mit der mit dem Thermometer gemessenen verglichen.
In der zweiten Station wird ein klassisches Flüssigkeitsthermometer durch Nutzen der Mischung aus Wasser und Eis sowie siedendem Wasser kalibriert. Die Raumtemperatur wird mit dem selbst kalibrierten Thermometer gemessen und mit der von einem Digitalthermometer gemessenen verglichen. Zusätzlich können die Schülerinnen und Schüler die Siedetemperatur des salzigen Wassers mit der Siedetemperatur des Leitungswassers vergleichen.
In der dritten Station werden die Bedeutung von Umgebungsgrößen und insbesondere der Druck bezüglich des Siedepunkts thematisiert. Wie hängt der Siedepunkt des Wassers vom Umgebungsdruck ab? Unter welchen Bedingungen siedet das Wasser genau bei 100 °C?
In diesem Experiment wird Wasser so lange erwärmt, bis es einige Minuten siedet. Dabei geht es darum, den Temperaturverlauf durch ein Temperatur-Zeit-Diagramm darzustellen und zu erklären.
Mit einem Kalorimeter wird die spezifische Wärmekapazität des Wassers bestimmt. Dabei wird die physikalische Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität thematisiert.
In diesem Experiment wird unter Verwendung des Kalorimeters die gemessene Mischtemperatur mit der theoretisch berechneten Temperatur verglichen.
In der ersten Übung wird in einem Kalorimeter zweimal die gleiche Wassermenge mit der gleichen Anfangstemperatur, einmal mit Eis und einmal mit Wasser, abgekühlt. Sowohl das Eis als auch das kalte Wasser sollten für den Versuch jeweils 0 °C betragen. Die Resultate werden verglichen und diskutiert .
In dem Wettbewerb werden die Schüler aufgefordert, die Mischung auf eine bestimmte Temperatur zu bringen. Dies erfordert Messungen und Berechnungen.
In diesem Versuch wird der Temperaturverlauf bei Abkühlung untersucht. Dabei soll das Temperatur-Zeit-Diagramm erstellt und erklärt werden.
In diesem Experiment wird ein digitales Thermometer mit der Hilfe von Calliope mini hergestellt und sein Funktionsprinzip erkundet. Darüber hinaus kann das Experiment als Einstieg, Wiederholung oder Vertiefung zum Thema „Temperatur und Thermometer“ verwendet werden.
In diesem Experiment wird Wasser so lange erwärmt, bis es einige Minuten siedet. Dabei geht es darum, den Temperaturverlauf durch ein Temperatur-Zeit-Diagramm darzustellen und zu erklären.
Wie lassen sich Physik-Experimente mithilfe des Coding unterstützen? Durch Verwendung des Calliopes wird die spezifische Wärmekapazität des Wassers bestimmt. Dabei wird die physikalische Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität thematisiert.
- 1 ×
- 2 × Thermometer student type, without graduation
- 6 × Calorimeter
- 2 ×
- 2 × PTC resistor plug-in element
- 2 × Rubber stopper 24/19 mm
- 2 × NTC resistor, plug-in element
- 6 × Forceps, with blunt points
- 6 ×
- 2 ×
- 6 × Beaker, glass, 150 ml
- 6 × Digital thermometer
- 1 ×
- 6 ×
- 6 ×
- 1 ×
- 1 ×
