Regensburg 2007 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 18: Neue Konzepte V (Alltagstechnik)

DD 18.2: Vortrag

Dienstag, 27. März 2007, 11:20–11:40, Phy 5.0.21

Thermodynamik der Thermoskanne — •Roland Berger — Didaktik der Physik, Universität Osnabrück

Beim Öffnen einer mit Kaffee gefüllten Thermoskanne findet ein Druckausgleich statt, der mit einem kurzen Zischen verbunden ist. Handelt es sich um einen Über- oder einen Unterdruck im Vergleich zum Außendruck? Anhand dieser Frage lassen sich auf motivierende Weise grundlegende Konzepte der Thermodynamik auf unterschiedlichen Anspruchsniveaus diskutieren.

Bereits qualitative Überlegungen ergeben den grundsätzlichen zeitlichen Verlauf des Drucks. Damit lassen sich Begriffe wie Dampfdruck, Partialdruck und thermodynamisches Gleichgewicht auf anschauliche Weise thematisieren. Der Druck als Funktion der Temperatur kann auf der Basis des Gesetzes für ideale Gase beschrieben werden. Die tatsächlichen Druckverhältnisse werden durch diese einfache Beschreibung sehr gut wiedergegeben. Mit ihrer Hilfe lassen sich die Beiträge von Wasserdampf und Luft zum Gesamtdruck getrennt betrachten und ergänzen das qualitative Bild. Die Diskussion lässt sich schließlich durch Betrachtung der Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit von Luft in Wasser weiter vertiefen.