KAPITEL 3: Unser Leben im Wärmebad

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Regina Bäcker
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1 KAPIEL 3: Unser Leben i Wärebad Kork Styropor Wäre Die Wäre wird durch Stöße der Materieteilchen übertragen. Wäreleitung Wäredästoffe nützen die schlechte Wäreleitung von Luft. Ware Luft steigt auf. Kalte Luft ströt nach. Wäreströung ist der Motor für das Wettergeschehen. Ware Luft steigt auf und bildet Wolken. Die nachströende Luft erzeugt Winde. Wäreströung in Luft Wäreströung Wäreströung in Wasser Dunkle Oberflächen erwären sich stärker als helle. Eine Glühbirne sendet neben sichtbare Licht auch Wärestrahlung aus. Licht und Wärestrahlung können sich auch durch den Weltrau ausbreiten. Wärestrahlung 44

2 Wäreübertragung Wäre geht von selbst ier vo heißen auf den kalten Körper über. Wäreleitung eizt an z. B. einen Eisennagel an eine Ende auf, dann wird it einer gewissen Verzögerung auch die eperatur a anderen Ende steigen. Die Wäre breitet sich i Nagel aus. Dabei fließt aber kein Stoff durch den Gegenstand, sondern nur Energie. Mit de eilchenodell kann an das erklären. Die Materieteilchen a heißen Ende bewegen sich stärker als die a kühleren Ende. Schnelle und langsae eilchen stoßen zusaen, die langsaen werden beschleunigt, die schnellen abgebrest. Wenn an einen heißen und einen kalten Körper iteinander in Kontakt bringt, wird deshalb der kalte Körper wärer, der ware hingegen kälter. Die Wäreleitfähigkeit der Stoffe ist sehr verschieden. Metalle sind allgeein sehr gute Wäreleiter, Gase sehr schlechte. Wäreströung Über einer heißen erdplatte ist eine nach oben gerichtete Luftströung zu spüren. Die Luft wird von der erdplatte erwärt, dehnt sich aus und hat deshalb eine kleinere Dichte als die ugebende Luft. Sie steigt auf und Luft aus der Ugebung ströt nach. Bei der Wäreströung ist die ware Luft (oder das ware Wasser) tatsächlich in Bewegung und transportiert dadurch auch die Wäre. In Flüssigkeiten und Gasen wird die Wäre hauptsächlich durch Wäreströung transportiert. Ausgelöst wird die Ströung ier durch Dichteunterschiede, die durch unterschiedliche eperaturen entstehen. Dies ist der Motor für das Wettergeschehen auf der Erde. Wärestrahlung Wenn an die and in die Nähe einer Glühbirne hält, spürt an sofort nach de Einschalten große itze. Die Glühbirne sendet nicht nur sichtbares Licht aus, sondern auch unsichtbare Wärestrahlung. Die Wirkung der Wärestrahlung auf einen Körper hängt von dessen Oberfläche ab. Körper it dunkler und rauer Oberfläche nehen ehr Wärestrahlung auf und erwären sich deshalb stärker als Körper it einer hellen oder reflektierenden Oberfläche. Wärestrahlung braucht so wie sichtbares Licht zur Ausbreitung kein Mediu. Sie kann sich auch durch den Weltrau ausbreiten. 3. Klasse 45

3 Sonnenstrahlung KAPIEL 3: Unser Leben i Wärebad Wärestrahlung Der Energiehaushalt der Erde a br La nd la ön o r g r st st rs do c as io Kurosch Ostaustralischer S Ka n str areno Benguelas O sils Bra ubo ldts ias o lstr dsü atoria u Äq j lfs Go orn N Äquatorordials o hi lif Ka s ska Ala O Westaustralischer S Wasser- und Luftströungen Erdachse Erdachse 1 2 Erdbahnebene 23,5 N-S o e r Entstehung der Jahreszeiten 48 23,5 Sonnenstrahlen N-W inte r

4 Wetter und Klia Der Energiehaushalt der Erde Die Erde erhält von der Sonne Energie in For von Strahlung, hauptsächlich als sichtbares Licht. Sie gibt ihrerseits wieder Energie als Strahlung in den Weltrau ab, dies allerdings großteils als Wärestrahlung. Auf der agseite überwiegt die Einstrahlung, auf der Nachtseite hingegen die Ausstrahlung. Deshalb sinkt in der Nacht die eperatur. Wolken behindern die Ausstrahlung. In Winternächten it bedeckte iel wird es deshalb nie so kalt wie in klaren Nächten. Auch bestite Gase, v. a. das Kohlenstoffdioxid, behindern die Ausstrahlung. Es lässt das sichtbare Licht ungehindert auf die Erde einfallen, aber die Wärestrahlung nur begrenzt wieder abgeben. Das nennt an reibhauseffekt. Ein gewisser reibhauseffekt ist für das Überleben auf der Erde sehr wichtig. Ohne ihn wäre die eperatur i Mittel etwa 30 C tiefer. Durch das Verbrennen von Erdöl, Erdgas, Kohle usw. ist der Kohlenstoffdioxidgehalt der Luft in den letzten Jahrzehnten größer geworden. Dait wurde auch der reibhauseffekt stärker und die ittlere eperatur der Erde ist gestiegen. Meeres- und Luftströungen In niedrigen geografischen Breiten fallen die Sonnenstrahlen steil auf die Erdoberfläche ein. ier ist die Einstrahlung und deshalb die Erwärung größer als in hohen geografischen Breiten, wo die Sonnenstrahlung viel flacher einfällt. Kalte und ware Meeresströungen und auch Luftströungen transportieren Wäre und wirken so teperaturausgleichend. Entstehung der Jahreszeiten Die Erde dreht sich an eine ag ein Mal u ihre eigene Achse. Dadurch entstehen ag und Nacht. Zusätzlich bewegt sie sich in eine Jahr ein Mal auf einer fast kreisförigen Bahn u die Sonne. Dadurch entstehen die Jahreszeiten. Die Drehachse der Erde steht nicht senkrecht auf die Erdbahnebene, sondern ist zu dieser Senkrechten u 23,5 geneigt. Das bewirkt, dass die Sonnenstrahlen nicht das ganze Jahr über it de gleichen Winkel auf die Erdoberfläche treffen. In Position 1 (siehe Bild) treffen sie auf der Nordhalbkugel steiler auf als in Position 2. Je steiler sie auftreffen, uso stärker ist aber ihre Wirkung. In Position 1 ist soit auf der Nordhalbkugel Soer, in Position 2 Winter. Auf der Südhalbkugel ist es genau ugekehrt Klasse

5 KAPIEL 3: Unser Leben i Wärebad Wechselware iere sonnen sich, u ihre Körperteperatur zu erhöhen. - großes Voluen - kleine Oberfläche - dicke Fettschicht - dichtes Fell Eidechse saelt Wäre Schutz vor Wäreverlust Große, gut durchblutete Ohren geben Wäre an die Ugebung ab. Kühlung durch das Verdunsten von Flüssigkeit. Strategien zur Kühlung des Körpers Wüste: ckene Luft, ungehinderte Verdunstung, gute Kühlwirkung ropen: feuchte Luft, eingeschränkte Verdunstung, schlechte Kühlwirkung Kühlwirkung in verschiedenen Kliazonen 52

6 Bedeutung der Wäre für Lebewesen Die Körperteperatur spielt für Lebewesen eine sehr wichtige Rolle. Wechselware iere können selbst keine Wäre erzeugen. Ihre Körperteperatur passt sich der Ugebungsteperatur an. Bei tiefen eperaturen sind sie träge und langsa. Mit der Körperteperatur steigt auch ihre Reaktionsfähigkeit. Wenn sich etwa Schlangen oder Eidechsen sonnen, dann erhöhen sie dait ihre Körperteperatur. Viele iere sind wechselwar, z. B. Insekten, Reptilien und Fische. Gleichware iere halten ihre Körperteperatur in engen Grenzen aufrecht. Das bedeutet zwar einen höheren Energieaufwand, dafür können sie aber ier gleich aktiv sein. In kalten Kliazonen üssen sie ihre Wäreverluste iniieren. Das kann durch eine dicke Fettschicht und ein dichtes Fell erfolgen. Auch die Größe der iere spielt hier eine Rolle. Große iere haben i Vergleich zu ihre Voluen eine kleine Oberfläche. Es gibt hier deshalb keine kleinen Säugetiere. Auch innerhalb einer iergattung sind in kalten Regionen die größeren Arten zuhause. In waren, heißen Kliazonen üssen gleichware iere den Körper kühlen. Afrikanischer Elefant und Wüstenfuchs haben große, gut durchblutete Ohren. Die Kühlung erfolgt, ohne dass der Körper Wasser verliert. Das ist in rockenregionen natürlich besonders wichtig. Andere iere nutzen die Kühlwirkung, die bei Verdunsten einer Flüssigkeit entsteht. Das echeln von unden ist ein Beispiel dafür. (1) Auch das Schwitzen des Menschen beruht auf dieser Wirkung. Durch das Verdunsten des Schweißes wird der Körper gekühlt. Diese Kliaanlage des Menschen funktioniert in unterschiedlichen Kliazonen verschieden gut. In der Wüste ist die Luft heiß und cken. Der Schweiß kann deshalb rasch von der Körperoberfläche verdunsten. Die Kühlwirkung ist gut. Allerdings verliert der Körper viel Wasser, das an ih laufend zuführen uss. Wenn an in der Wüste unterwegs ist, ist es deshalb wichtig, besonders viel Wasser zu trinken. Da de Körper it de Schweiß auch Salze entzogen werden, üssen auch diese wieder zugeführt werden. In den ropen ist die Luft eistens sehr feucht. Der Schweiß kann deshalb nur schwer verdunsten. Die aut bleibt feucht, die Kühlwirkung ist gering. (1)... siehe Seite Klasse

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