Landesbildungsserver Baden-Württemberg - Manche mögen's kalt - Wärmeenergie und Temperatur in der Biologie
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Manche mögen's kalt

Wärmeenergie und Temperatur in Biologie und Technik

Praktikum: Ermitteln der Temperaturpräferenz von Flohkrebsen
Praktikum: Ermitteln der Temperaturpräferenz von Flohkrebsen

Vorbemerkung

Die Temperatur ist eine für viele Organismen und biologische Vorgänge bestimmende Größe. Ihr Wert beeinflusst die Geschwindigkeit von chemischen Reaktionen und damit von allen Lebensvorgängen, ihr zeitlicher Gang gibt den Takt für viele physiologische und ökologische Vorgänge vor. Die Temperatur wird durch den Austausch von Wärmeenergie (= thermischer Energie) bestimmt. In Lebensräumen im Wasser spielt zum einen der Austausch zwischen Luft und Wasser, zum anderen die Aufnahme von Wärmeenergie durch die Energie der Sonnenstrahlung und schließlich der Austausch zwischen Organismus und dem ihm umgebenden Medium eine entscheidende Rolle. Die erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten können in der Schule auf die Einrichtung und den Betrieb eines Kaltwasseraquariums an der Schule übertragen werden.

In der vorliegenden Unterrichtseinheit werden die Sichtweisen der Basisfächer Physik und Biologie miteinander verknüpft. Die Unterrichtseinheit ist besonders für die Klassenstufe 9 geeignet und umfasst sechs Unterrichtsstunden sowie Anleitungen für ein Praktikum im Fachraum bzw. für praktische Hausarbeiten. Die Freilanduntersuchungen können in allen Monaten mit Temperaturen über 0 °C durchgeführt werden. Die verwendeten Flohkrebse findet man das ganze Jahr hindurch in Waldbächen unter Falllaub, außerdem können sie in der Schule über längere Zeit gehalten werden.

Unterrichtsgang

Interner Link 1. Stunde: Wärmeenergie und Temperatur
Interner Link 2. Stunde: Verdampfung und Kondensation
Interner Link 3. Stunde: Konvektion
Interner Link 4. Stunde: Wärmeleitfähigkeit
Interner Link 5. Stunde: Spezifische Wärmekapazität
Interner Link 6. Stunde: Geschwindigkeit von chemischen Reaktionen in lebenden Organismen
Interner Link 7. Stunde: Temperaturoptimumskurven von Organismen: stenotherme und eurytherm

Praktikum

Interner Link Arbeitsblatt: Das Messen von Temperaturen
Interner Link Lösungsblatt: Das Messen von Temperaturen
Interner Link Arbeitsblatt: Messung der Verdampfungsenthalpie
Interner Link Lösungsblatt: Messung der Verdampfungsenthalpie
Interner Link Bau eines Wüstenkühlschranks
Interner Link Messung der Wärmeleitfähigkeit
Interner Link Arbeitsblatt: Energie zur Erwärmung von Wasser
Interner Link Lösungsblatt: Energie zur Erwärmung von Wasser
Interner Link Arbeitsblatt: Insektenentwicklung in Abhängigkeit von der Temperatur
Interner Link Lösungsblatt: Insektenentwicklung in Abhängigkeit von der Temperatur
Interner Link Praktikum: Ermitteln der Temperaturpräferenz von Flohkrebsen
Interner Link Schülerergebnisse des Praktikums
Interner Link Informationsblatt: Flohkrebse (Gammarus sp.) im Miniaquarium

Praktische Hausarbeiten

Interner Link Arbeitsblatt: Die Wassertemperatur im Freiland
Interner Link Lösungsblatt: Die Wassertemperatur im Freiland
Interner Link Arbeitsblatt: Die Wassertemperatur im Kaltwasseraquarium
Interner Link Lösungsblatt: Die Wassertemperatur im Kaltwasseraquarium
Interner Link Arbeitsblatt: Wärmeenergie und Wassertemperatur: Zum Nachdenken
Interner Link Lösungsblatt: Wärmeenergie und Wassertemperatur: Zum Nachdenken
Interner Link Exemplarische Praktikumsprotokolle

Das Kaltwasseraquarium

Interner Link Einsatz eines Getränkedurchlaufkühlers

 

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