Lehrfilme: Wärmelehre

Film: Leitfähigkeit - thermisch und elektrisch

Die thermische und die elektrische Leitfähigkeit sind Stoffeigenschaften. Der Film demonstriert die thermische Leitfähigkeit anhand eines Beispiels und eines Versuchs. Es wird erklärt, dass die Wärme durch die Bewegungen der Teilchen im Stoff weitergegeben wird und dass das bei einigen Stoffen sehr schnell und bei anderen kaum funktioniert. Die Geschwindigkeit definiert die Güte des thermischen Leiters. Die elektrische Leitfähigkeit verschiedener Stoffe kommt unterschiedlich zustande. Liegen in Feststoffen frei bewegliche Elektronen vor, wandern sie bei angelegter Spannung in Richtung des Pluspols. In Lösungen dagegen sind es die Ionen, die zu jeweiligen...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Verbrennungsmotor

Im Jahr 1937 stellte Nicolaus Otto den ersten Gasmotor vor. Seitdem wird dieser Antrieb genutzt. Es werden Zweitakt-, Viertakt- und Dieselmotoren vorgestellt und ihre Unterschiede betrachtet. Der Film beschreibt mit dem Ansaug-Takt, dem Verdichtungstakt, dem Verbrennungstakt und dem Auslasstakt die Funktionsweise des Viertakt-Motors. Der Aufbau eines Gasmotors wird betrachtet: Der Kolben im Zylinder befindet sich während des Verbrennungsvorgangs zunächst am oberen Totpunkt. Er sorgt dafür, dass die Kurbelwelle rotiert, wenn er zum unteren Totpunkt gezogen wird. Dies dreht den Nocken und öffnet das Ventil des Einlasskanals, wodurch ein Gemisch aus Benzin und Luft in den...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Aggregatzustand von Stoffen

Stoffe können verschiedene Aggregatzustände annehmen, die der Film am Beispiel der Zustände des Wassers erklärt. In gefrorenem Zustand ist es fest: Die Teilchen darin bewegen sich kaum, da sie von starken gegenseitigen Anziehungskräften an ihrem Platz gehalten werden. Erwärmt man den Stoff, werden die Teilchen beweglicher, bis das Eis bei 0 °C schmilzt: Es hat die spezifische Schmelztemperatur von Wasser erreicht. Bei weiterer Erhitzung bewegen sich die Teilchen im Wasser immer schneller, bis bei 100 °C der Siedepunkt erreicht ist.Hier verlieren die Atome ihre Bindung untereinander und gehen in die Dampfphase über. Sinkt die Temperatur unter 100 ...hier weiterlesen

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Film: Energietransport - Wärme

Je nach ihrer Art kann Wärme auf unterschiedliche Weise übertragen werden. Im Film wird das Beispiel einer Warmwasserheizung gewählt, die mittels Konvektion die Luft im Raum aufwärmt: Die schnell schwingenden Teilchen des heißen Wassers erwärmen die Teilchen des Heizungsmetalls, und diese wiederum geben die Energie an die trägen Teilchen der kalten Luft ab, beschleunigen und erwärmen sie. Der Film erklärt weiterhin die Konduktion, bei der Wärme durch einen Stoff geleitet wird, ohne die Materie zu bewegen. Die Wärmeleitzahl Lambda (Λ) wird vorgestellt und gute Leiter beziehungsweise gute Dämmstoffe mit ihren Einsatzmö...hier weiterlesen

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Film: Thermische Ausdehnung

Am Thermometer ist zu erkennen, dass die darin enthaltene Flüssigkeit sich ausdehnt, wenn die Temperatur ansteigt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich bei höheren Temperaturen die Teilchen in der Flüssigkeit schneller bewegen und mehr Raum beanspruchen: Das Volumen des Stoffes steigt an. Der Film stellt den Raumausdehnungskoeffizienten Gamma (γ) für Flüssigkeiten vor. Bei Feststoffen ist die thermische Ausdehnung nicht so stark. Sie wird mit dem Längenausdehnungskoeffizienten Alpha (α) bezeichnet. Der Film warnt davor, dass die unterschiedlich starke Ausdehnung verschiedener Baustoffe beachtet werden muss und zeigt die Verwendungsm...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Thermisches Verhalten von Gasen

Im Gegensatz zu Flüssigkeiten oder Feststoffen kommt es für die Ausdehnung von Gasen nicht auf den Stoff an, aus dem sie bestehen: Sie verhalten sich alle gleich. Der Film stellt das Gesetz von Gay-Lussac vor und erklärt, was es mit einem sogenannten idealen Gas auf sich hat, für das dieser das Gesetz formuliert hatte: Seine Teilchen haben kein Eigenvolumen, und es wechselt nicht in andere Aggregatzustände über. Es wird erklärt, was man unter dem absoluten Nullpunkt versteht, und es wird gezeigt, wie sich die Temperaturen der Kelvinskala in die der Celsiusskala umrechnen lassen. Die spektakulärste Einsatzmethode der Ausdehnung von Gas wird betrachte...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Temperaturmesser

Da wir selbst je nach Situation Temperaturen unterschiedlich empfinden, brauchen wir für exakte Messungen eindeutige und wiederholbare Verfahren. Dafür kann man es sich zunutze machen, dass Stoffeigenschaften von der Temperatur abhängen. Der Film führt als Beispiel das Wasser an, zeigt aber zugleich auf, dass es dank seines Gefrierpunkts bei 0 °C und seines Siedepunkts bei 100 °C nicht gut als Temperaturmesser geeignet ist.Eine geeignete Flüssigkeit für ein Thermometer hingegen ist gefärbter Alkohol: Er dehnt sich bei Hitze aus und zieht sich bei Kälte zusammen, gefriert und siedet aber nicht so schnell. Der Film stellt außerdem das Bi...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung

Es gibt mit der mechanischen, der thermischen, der chemischen und der elektrischen Energie verschiedene Energieformen. Der Mensch nutzt sie alle, doch die Schwierigkeit ist, dass die Energie oft nicht in der Form vorliegt, in der sie aktuell benötigt wird. Allerdings können die Energieformen ineinander umgewandelt werden. Nur bei der thermischen Energie ist das nicht zur Gänze möglich. Nur in einem geschlossenen und perfekt isolierten System bleibt die Gesamtenergie erhalten. Der Film erklärt den Begriff des Energieverlustes: Das Verhältnis von Nutzenergie und zugeführter Energie definiert den Wirkungsgrad eines Energiewandlers. Die nicht nutzbare E...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Dampfmaschinen

Mitte des 18. Jahrhunderts wurden in England Dampfmaschinen erfunden. In nur 150 Jahren veränderten sie unsere Welt fundamental. Mit ihnen kamen Licht und Lärm in das Leben der Menschen. Sie stellten uns grosse Energiemengen zur Verfügung und waren damit Voraussetzung für die Industrialisierung. Sie erlaubten den Bau zentralisierter Fabriken und mechanisierten die Landwirtschaft. Dampfmaschinen waren die Geburtshelfer des modernen Kapitalismus und der Globalisierung. Sie halfen die Weiten Nordamerikas zu erobern und ermöglichten erstmal den intensiven Güter- und Personenverkehr auf dem Land und zu Wasser.In 'NZZ Swiss made': Die Schiller, das eleganteste Damp...hier weiterlesen

Produktion: 2006

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Film: Dampfmaschine

Die Dampfmaschine revolutionierte die Industrie. Sie hat eine lange Entwicklung durchlaufen, die der Film nachzeichnet. Er beginnt bei der Erfindung der Maschine zu Anfang des 18. Jahrhunderts und endet bei den verschiedenen Varianten und den Dampfkraftwerken von heute. Die stetige Verbesserung der Maschine steht im Mittelpunkt des Films. James Watt stattete die atmosphärische Dampfmaschine mit einem Kondensator aus, da sie relativ schwach war. Die so entstehende Niederdruckdampfmaschine war bei der halben Brennkraft viermal so stark wie das Vorgängermodell. Für Fahrzeuge mit großen Lasten wurde die Hochdruckdampfmaschine entworfen. Für Industrie, Eisenbahnen und...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Lehrfilme für den Heimunterricht:

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