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Einheit 4: Temperaturen von Gegenständen gleichen sich an

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Unterrichtsverlauf

Anhand von Demonstrationsversuchen wird das Prinzip des Temperaturangleichs im lehrergeleiteten Unterrichtsgespräch erarbeitet.

Hinweis: Achten Sie bei der Auswahl der Problemfrage darauf, dass es in dieser Einheit zunächst um den Temperaturangleich zwischen Objekten ohne Beteiligung der Luft gehen soll. Beispiele, in denen die Luft als Austauschpartner beteiligt ist, wie z.B. der Kühlschrank, die Kühlbox, die Heizung o.ä. sind daher für den Einstieg nicht geeignet. Erst in der Vertiefung - und vor allem dann nachfolgend in der Unterrichtseinheit 6 - wird die Luft als Austauschpartner thematisiert.
1. Schritt:
Aktualisierung von Alltagserfahrungen (je nach gewählter Problemfrage)
  • Geeigneter Impuls: z.B. gefüllte Babyflasche im kalten Wasserbad
  • SchüleräußerungenProblemfrage
  • Schülervermutungen
2. Schritt
Wir untersuchen: Was geschieht mit der Temperatur des Metallblocks und der des Wassers, wenn der kalte Block in das heiße Wasser geworfen wird?
  • Demonstrationsversuch 1 wird wie in den Vorbereitungen beschrieben durchgeführt.
  • Vermutungen, Beobachtungen und Ergebnisse werden konsequent verbalisiert.
3. Schritt
Wir untersuchen: Was geschieht mit der Temperatur der beiden Metallblöcke, wenn sie aufeinander gelegt werden?
  • Demonstrationsversuch 2 wird wie in den Vorbereitungen beschrieben durchgeführt.
  • Vermutungen, Beobachtungen und Ergebnisse werden konsequent verbalisiert
4. Schritt
Vertiefung: Wasser und Wasser
  • Der Versuch 4 wird zunächst nur durch die Lehrkraft beschrieben.
  • Die Schülerinnen und Schüler versuchen das Ergebnis vorauszusagen.
  • Durchführung des Versuchs; die Temperaturen können von zwei Kindern gemessen und in Abständen von ca. 20 Sekunden bekannt gegeben werden.
  • Vermutungen, Beobachtungen und Ergebnisse werden konsequent verbalisiert.
5. Schritt
Antwort auf die Problemfrage - Formulierung des Prinzips des Temperaturangleichs
  • Die Schülerinnen übertragen die Ergebnisse der Versuche auf die Situation mit der Babyflasche: Die zu heiße Milch in der Babyflasche wird im kalten Wasserbad kälter, das Wasser im Topf wärmer.
  • Als Ergebnis der Stunde wird ein Merksatz formuliert: „Wenn ein warmer Gegenstand einen kalten Gegenstand berührt, wird der warme Gegenstand durch den kalten abgekühlt. Gleichzeitig wird der kalte Gegenstand durch den warmen erwärmt. Dieser Vorgang dauert so lange, bis beide Gegenstände die gleiche Temperatur erreicht haben.“
6. Schritt
Sicherung
  • Ggf. Hefteintrag
  • Als Hausaufgabe überlegen sich die Kinder aus ihrem Erfahrungsbereich ein Beispiel, bei dem das Prinzip des Temperaturangleichs angewendet werden kann.
7. Schritt
Ggf. Vertiefung/Ausweitung: Was erwärmt sich, wenn das Essen kalt wird?
  • Ausgehend von der Alltagserfahrung, dass z.B. das Mittagessen abkühlt, wird die Frage aufgeworfen, was sich dabei erwärmt.
  • Durchführung des Versuches 4
  • Auswertung: In dem größeren Karton erhöht sich die Lufttemperatur weniger als in dem kleineren Karton. Daraus kann man folgern, dass sich die Temperatur im Raum zwar erhöht, dass diese Temperaturerhöhung aber auf Grund der Größe des Raumes kaum wahrnehmbar ist.
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