LP · Nachschlagen
Leitprogramme
Selbstlerneinheiten zum Durcharbeiten in eigenem Tempo: Ein Leitprogramm führt in kleinen Schritten durch ein Thema — Vortest, Erklärung, Beispiel, Selbstkontrolle nach jedem Schritt, am Schluss ein Kapiteltest. Gedacht für Vertiefung, Nachholen oder Fernunterricht.
Lerngebiet 0 · Vorwissen
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Rechnen und Schliessen
Das Handwerk vor der Physik: erkennen, was wovon abhängt, mit dem Dreisatz schliessen, Formeln nach der gesuchten Grösse auflösen, mit Zehnerpotenzen rechnen, am Kreis und im Bogenmass arbeiten — und am Schluss prüfen, ob das Ergebnis überhaupt sein kann.
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Grössen, Messen, Druck
Alles, was vor dem ersten Thema kommt: Zahlenwert und Einheit, Vorsilben als Zehnerpotenzen und die EE-Taste, Flächen und Volumen samt Hohlmass, Runden auf drei signifikante Stellen, Masse gegen Gewichtskraft, Dichte — und zum Schluss Druck und Überdruck, auf die fast jedes spätere Kapitel zurückgreift.
Lerngebiet 5 · Thermodynamik
5.2
Wärme im Experiment
Der Einstieg über den Versuch statt über die Formel: Metall, Holz und Styropor bei gleicher Temperatur, der Eiswürfel auf Aluminium, die Büroklammer, die ohne Flamme warm wird, der Wasserkocher als Messgerät für den Wirkungsgrad, Wasser gegen Speiseöl bei gleicher Heizleistung, vier Metallzylinder gleicher Masse — und der Wasserballon, der über der Kerze nicht platzt.
5.2
Wärmemenge und Wärmebilanz
Warum ein Löffel im Tee warm wird, warum Wasser so viel Energie schluckt und warum ein Topf beim Sieden minutenlang bei hundert Grad steht. In acht Schritten von der Teilchenbewegung über Q = m · c · ΔT und die Mischtemperatur zur latenten Wärme, zur Heizkurve und zur Zeit, die ein Gerät dafür braucht.
5.2
Heizen, Dämmen, Umwandeln
Warum ein Motor einen Kühler braucht, warum aus einer Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Wärme werden können und warum ein Metallgeländer kälter wirkt als das Holzgeländer daneben. In acht Schritten vom Wirkungsgrad über den Heizwert und die Wärmepumpe zu den drei Wegen der Wärme und zum Treibhauseffekt.
5.3
Wärmeausdehnung
Warum Brücken Lücken haben, warum ein Tankwagen nie randvoll ist und warum ein See von oben zufriert. In acht Schritten von der Teilchenbewegung über die Längen- und Volumenausdehnung fester Körper zu den Flüssigkeiten, zur scheinbaren Ausdehnung im Gefäss, zur Dichte und zur Anomalie des Wassers.
5.3
Ideale Gase
Wie hängen Druck, Volumen und Temperatur eines Gases zusammen? Die Gasgesetze von Boyle-Mariotte, Amontons und Gay-Lussac werden in acht Schritten selbst erarbeitet und zur allgemeinen Gasgleichung zusammengeführt — mit Normbedingungen, den Grenzen des Modells und einer Anwendung von der Druckflasche zur Gasmasse.
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Übungstest Wärmelehre
Ein vollständiger Übungsbogen, Aufgabe für Aufgabe aufgelöst: Einheiten und Dichte, Längen-, Flächen- und Volumenausdehnung, das Gasgesetz mit Prozenten und Normbedingungen, Wärmebilanz mit Phasenwechsel und die Heizkurve. Zuerst selbst rechnen, dann der Clip, dann die Musterlösung — und durchgehend die Frage, wie eine Lösung dargestellt gehört.
Lerngebiet 6 · Einführung in andere Bereiche der Physik
6.2
Widerstand, Leistung, Energie
Vom ohmschen Gesetz über krumme Kennlinien und das richtige Messen zum Widerstand eines Leiters, zu Leistung, Energie und Stromkosten. Zum Schluss die Frage, warum Strom über Hochspannung transportiert wird, wenn zu Hause 230 V ankommen.
6.2
Schaltungen berechnen
Reihe, parallel, gemischt — drei Schaltungen, ein Verfahren. Von den zwei Regeln über Knoten und Maschen zum Spannungsteiler, zur Kehrwertformel und zu Netzen, die man von innen nach aussen zusammenfasst. Zum Schluss die Frage, warum in Reihe die 40-Watt-Lampe heller leuchtet als die 60-Watt-Lampe.
6.2
Gefahren und Schutzmassnahmen
Warum der Strom über die Erde zurückfliesst, was er im Körper anrichtet und wovor FI-Schutzschalter, Schutzleiter und Leitungsschutzschalter jeweils schützen — und wovor nicht. Mit der Übersicht, die die folgenreichste Verwechslung des Kapitels ausräumt.