Gefährliche Kälte

Warum ist es für uns so wichtig, möglichst immer die richtige Temperatur beizubehalten? Um in heißen oder kalten Umgebungen überleben zu können und sich wohl zu fühlen, müssen Menschen und Tiere die Wärme, die sie aufnehmen oder abgeben, kontrollieren. Um diesen Vorgang besser zu verstehen, ist es wichtig zu begreifen, was Wärme, Temperatur und das thermische Gleichgewicht genau sind und wie sie in Beziehung zueinander stehen. Diese Unterrichtseinheit verwendet den Begriff ‚Fluss’ in Systeme hinein und aus ihnen heraus und stellt so einen Vergleich zur Bewegung von Wasser her, um anhand dieser Analogie das thermische Gleichgewicht zu erklären. In einigen Unterrichtsstunden in Mathematik und Physik verwenden die Schülerinnen und Schüler kleine Programme und einfache Experimente, um ihre Kenntnis und ihr Verständnis dieser Schlüsselbegriffe aufzubauen. Anschließend werden diese Ideen in einer Fallstudie zur Prävention einer Unterkühlung angewandt.

Fragestellungen:

  • Wie bewegt sich Wärmeenergie?
  • Wie können Energiefluss und Temperaturveränderungen modelliert werden?
  • Was kann getan werden, um eine Unterkühlung zu vermeiden?

Inhalte:

Mathematik Naturwissenschaften
  • Grafische Darstellung
  • Veränderungsrate
  • Gleichgewicht
  • Modellierung
  • Strömung
  • Durchflussmenge
  • Temperatur
  • Energie
  • Thermisches Gleichgewicht

 

Ausführliche Aufgabe mit Arbeitsblätter und Computerprogramm

 

Aufgabe aus dem EU-Projekt Compass.