Book Creator | Der Wärme auf der Spur

Der Wärme auf der Spur

Lösungsbuch

Autor, Videos und Bilder: Simon Kleefeldt
bearbeitet von Alica Eiberger, Max Schall
Layout: Max Schall

Abbildung der Titelseite: Nico Meuter

Der Wärme auf der Spur

Lösungsbuch

Autor, Videos und Bilder: Simon Kleefeldt
bearbeitet von Alica Eiberger, Max Schall
Layout: Max Schall

Herausgeber:
Arbeitskreis Bohrmann-Linde, Didaktik der Chemie (Tübingen und Wuppertal)

© 2019

Kein Teil dieses E-Books darf ohne Genehmigung des Herausgebers in irgendeiner Form oder auf irgendeine Weise reproduziert oder übertragen werden.

Abbildung der Titelseite: Nico Meuter

So arbeiten Sie mit diesem E-Book

Inhaltsverzeichnis

In diesem E-Book finden Sie Texte und Aufgaben mit anschließenden weißen Kästchen für Antworten, Bilder und Videos der Schüler. Natürlich können Sie auch die Lehrerversion verwenden und beispielsweise nur Teile der Antworten löschen, um mehr Unterstützung zu geben und eine genauere Anleitung durch das Tool zu erhalten.

1. Tolle Farben!

2. Es wird kalt hier...

3. Diebe und Spione

4. Physik für deine Augen: sehen, strahlen
und fließen

5. Technik im Alltag

|S. 32-39

|S. 40-49

6. Chemie und Umwelt

Tolle Farben!

Forschung, Gebäudesanierung, Jagd, Militär und Feuerwehr sind nur einige der Bereiche, in denen Wärmebildkameras eingesetzt werden.
Thermogramme (die von der Wärmebildkamera aufgenommenen Bilder) spielen eine wichtige Rolle in wissenschaftlichen Experimenten, da sie Einblicke in Prozesse geben, die mit dem menschlichen Auge nicht erfassbar sind. Probieren Sie es selbst aus!

• 1.1 Welche physikalische Größe kann mit einer Wärmebildkamera abgebildet werden? Wie wird diese physikalische Größe visualisiert?

• 1.2 Ermitteln Sie, welche Objekte die Wärmebildkamera registrieren kann, und erklären Sie, warum einige Dinge registriert werden können und andere nicht. Fügen Sie dazu Bilder von Objekten ein, die mit einer Wärmebildkamera und einer normalen Kamera aufgenommen wurden.

• 1.3 Experimentieren Sie mit der Wärmebildkamera und untersuchen Sie die Farben in einem Thermogramm. Erklären Sie die Bedeutung der dargestellten Farben.

Nach Ihren ersten Versuchen mit der Wärmebildkamera betrachten Sie die erstellten Thermogramme. Sie erarbeiten, was die Farbgebung der Objekte im Thermogramm beeinflusst.

1.1) Wärmebildkameras geben Auskunft über die Oberflächentemperatur von Objekten und stellen diese mit verschiedenen Farbschattierungen dar.

1.2) Ein Thermogramm zeigt Objekte mit einer Oberflächentemperatur, die höher oder niedriger als die Umgebungstemperatur ist. Objekte, die der Umgebungstemperatur entsprechen, sind in Thermogrammen kaum sichtbar, wie in den beiden folgenden Bildern dargestellt (links: normales Bild; rechts: Thermogramm).

1.3) Ein einfaches Experiment, dass die verschiedenen Farben durch verschieden temperierte Proben dargestellt werden können. Füllen Sie in in drei identische (Plastik-)Becher Wasser mit jeweils unterschiedlicher Temperatur und betrachten Sie diese mit Ihrer Wärmebildkamera. Mit dem richtigen Messbereich sollte der mit kaltem Wasser gefüllte Becher blau und der heiße Becher rot angezeigt werden. Mit einem Thermometer kann man die Temperatur auch quantitativ messen und damit die Ergebnisse überprüfen.

Experiment
Material: Wärmebildkamera, Wasser (heiß, kalt und Raumtemperatur), Thermoskanne, drei verschiedenfarbige und drei farblose, transparente Plastikbecher.
Vorbereitungen: Stellen Sie die Kamera auf und richten Sie die Becher aus.
Durchführung: Entwickeln Sie Experimente, die Ihnen bei der Beantwortung der nachstehenden Fragen helfen.

• 1.4 Gibt es Faktoren oder Eigenschaften der Objekte, die die Farbgebung im Thermogramm beeinflussen? Berücksichtigen Sie beispielsweise Faktoren wie die Oberflächentextur.

• 1.5 Gibt es einen Zusammenhang zwischen der sichtbaren Farbe des Objekts und seiner Farbe im Thermogramm? Nehmen Sie Bilder mit einer normalen Kamera und einer Wärmebildkamera auf, um Ihre Antwort zu unterstützen.

• 1.6 Öffnen Sie die App der Wärmebildkamera und suchen Sie nach anderen Farbbereichen in der unteren Menüleiste. Die Einstellungen beeinflussen die Farbgebung der Objekte, testen Sie diese.

1.5) Die reale Farbe des Objekts hat keinen Einfluss auf die Farben des Thermogramms, genau wie Größe und Form. Bilder und Erklärungen finden Sie auf der nächsten Seite.

1.4) Größe und Form des Objekts haben keinen Einfluss auf die Farben im Thermogramms. Material und Oberflächentextur können die Ergebnisse verfälschen. Es kann ziemlich schwierig sein, die Oberflächentemperatur von Metallen und anderen Objekten mit reflektierender Oberfläche richtig zu messen.