Die Aggregatzustände

Alle Stoffe können in drei Zustandsformen auftreten: fest, flüssig und gasförmig. Man nennt diese Zustandsformen die Aggregatzustände eines Stoffes. Sie können durch bloße Änderung von Temperatur oder Druck beliebig ineinander übergehen.

Arbeitsauftrag 1

  1. Auf der Arbeitsfläche findest du die Darstellung der drei Aggregatzustände im Teilchenmodell. Beschrifte die Zeichnung, indem du Pfeile und Textkärtchen sinnvoll anordnest.

Arbeitsfläche

Textkärtchen

Arbeitsauftrag 2

  1. Schätze die Temperatur, bei der die Stoffe in der Tabelle bei Normaldruck (1013 hPa) schmelzen/erstarren und sieden/kondensieren. (Beachte: Die Schmelz- bzw. Erstarrungstemperatur eines Stoffes ist jeweils identisch, ebenso die Siede- und Kondensationstemperatur.)
Stoff Schmelz- bzw. Erstarrungs­temperatur Siede- bzw. Kondensations­temperatur
H2o
Blei
Silber
Quecksilber

Wasser

Wasser ist der einzige Stoff der Natur, der sich beim Gefrieren ausdehnt und sich beim Erwärmen von 0 bis 4 Grad Celsius zusammenzieht. Dieses Phänomen lässt bei Kälte Wasserleitungen platzen und Wasserflaschen zerspringen. Wasser hat bei 4 Grad Celsius seine größte Dichte. Gefrorenes Wasser hat also eine geringere Dichte, weil es sich beim Gefrieren ausdehnt.

Arbeitsauftrag 3

  1. Erkläre, warum nach einem strengen Winter besonders viele Fahrbahnreparaturen notwendig sind.
  2. Erkläre, warum ein Heißluftballon aufsteigen kann.
  3. Erkläre, warum ein See von oben zufriert.
  4. Erkläre, warum eine Brille beschlägt, wenn der Träger an einem kalten Wintertag eine warme Wohnung betritt.
  5. Schreibe deine Erklärungen in die entsprechenden Schreibfelder.

Arbeitsfläche

Zusammenspiel von Druck und Temperatur

Die drei Größen Druck (P), Temperatur (T) und Volumen (V) hängen voneinander ab. Diesen Zusammenhang nennt man in der Physik Gasgesetz.

Vereinfacht kann man sagen, dass Druck (p) mal Volumen (V) proportional zur Temperatur (T) ist:

p * V ~ T

Allerdings gilt das Gasgesetz in dieser Form streng genommen nur für ideale Gase, also solche, deren Teilchen keine Wechselwirkung aufeinander ausüben; die also auch nicht kondensieren.

Arbeitsauftrag 4

  1. Eine Bergsteigerin im Basiscamp des Mount Everest erhitzt unweit des Gipfels Wasser in einem Wasserkocher. Zeitgleich kocht ein Bergsteiger am Fuß des Berges mit einem baugleichen Gerät die gleiche Menge Wasser.

    Klicke an, welche Aussage zutrifft. Begründe anschließend die physikalischen Zusammenhänge im Schreibfeld.
  1. Aus einer Haarspraydose wird eine Minute lang gesprüht. Was geschieht? Klicke an und begründe.