MINT lernen

Energie-Temperatur-Diagramme deuten

Eine einzige Gerade verrät, welcher Stoff im Becherglas steckt — wenn man ihre Steigung lesen kann.

Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1

Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was das Diagramm zeigt
AFB I

Welche Aussagen über ein Energie-Temperatur-Diagramm für einen reinen Erwärmungsvorgang sind richtig?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Steil heißt „viel Energie pro Grad“, also langsame Erwärmung — nicht umgekehrt. Der Nullpunkt der Rechtsachse heißt „noch nicht erwärmt“, und die Steigung ist das Produkt c · m, hängt also auch von der Masse ab.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um das Zeichnen und Deuten von Energie-Temperatur-Diagrammen.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Alle fünf Aussagen laufen auf eine Frage hinaus: Was liest man aus der Lage der Punkte ab — und was nur aus ihrem Abstand zueinander?
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Im Energie-Temperatur-Diagramm trägt man auf der Rechtsachse die auf und auf der Hochachse die zugeführte . Die Messpunkte liegen auf einer Geraden durch den , beide Größen sind also zueinander . Teilt man einen Energiewert durch den zugehörigen Temperaturwert, erhält man die .

Übrig bleibt die Ausgleichsgerade: Sie ist die gezeichnete Linie selbst, nicht die Zahl, die man aus ihr berechnet.
A4
Was gehört wohin?
AFB I

Sortiere jede Karte danach, ob sie zur Rechtsachse, zur Hochachse oder zur Steigung der Geraden gehört.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Rechtsachse
2Hochachse
3Steigung
An der Einheit erkennst du den Korb sofort: K gehört nach rechts, kJ nach oben, und nur die Steigung trägt beide Einheiten zugleich — kJ pro K.
A5
Blitzrechnung
AFB I

In einem Energie-Temperatur-Diagramm für 1,0 kg eines Metalls liegt der Messpunkt (25 K | 22,5 kJ) auf der Ursprungsgeraden. Wie groß ist die Steigung der Geraden in kJ pro K?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Rechenweg: 22,5 kJ : 25 K = 0,9 kJ/K. Weil m = 1,0 kg ist, ist das zugleich c = 0,9 kJ/(kg·K) — also Aluminium. Kopfrechen-Trick: 22,5 : 25 ist dasselbe wie 90 : 100.
A6
Ein Diagramm im Heft anlegen
AFB II

Bringe die Schritte in die richtige Reihenfolge, in der du ein Energie-Temperatur-Diagramm zeichnest.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Wertetabelle anlegen: zu jeder Temperaturerhöhung die zugeführte Energie notieren.
2Achsen zeichnen und mit Größe und Einheit beschriften: rechts die Temperaturerhöhung in K, oben die Energie in kJ.
3Einteilung so wählen, dass der größte Messwert noch aufs Blatt passt.
4Messpunkte als kleine Kreuzchen eintragen.
5Ausgleichsgerade durch den Ursprung ziehen, die möglichst nah an allen Punkten vorbeiläuft.
Am häufigsten verrutscht die Einteilung: Wer erst Punkte einträgt und dann die Achsen einteilt, merkt zu spät, dass der größte Messwert nicht mehr aufs Blatt passt.
A7
Rechenkette
AFB II

Eine Messreihe mit 1,0 kg Wasser ergibt diese Wertetabelle: Temperaturerhöhung 10 K, 20 K, 30 K — zugeführte Energie 42 kJ, 84 kJ, 126 kJ. Alle Punkte liegen auf einer Ursprungsgeraden.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Steigung der Geraden aus dem Punkt (20 K | 84 kJ) kJ/K
  2. Zugeführte Energie bei einer Temperaturerhöhung um 40 K kJ
  3. Temperaturerhöhung, die zu 63 kJ gehört K
  4. Dieselbe Messreihe mit 2,0 kg Wasser: Steigung der neuen Geraden kJ/K
Die Kette zeigt: Mit der Steigung kommst du in beide Richtungen — mal nehmen liefert die Energie, teilen liefert die Temperaturerhöhung. Und weil die Steigung c · m ist, verdoppelt die doppelte Masse auch sie.
A8
Messpunkt und Stoff verbinden
AFB II

Fünf Geraden gehören zu je 1,0 kg eines Stoffes. Verbinde jeden Messpunkt mit dem Stoff, zu dem er gehört.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Trick: Weil überall ΔT = 10 K steht, musst du bei c nur das Komma um eine Stelle nach rechts schieben — 4,2 wird zu 42, und 0,13 wird zu 1,3.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
In Klassenarbeiten steht Zeile 2 am häufigsten: „steil“ wird mit „schnell warm“ verwechselt, obwohl es das Gegenteil bedeutet.
A10
Wie ändert sich die Steigung?
AFB III

Ausgangspunkt ist immer die Gerade für 1,0 kg Wasser. Schätze für jede Zeile ein, was mit der Steigung passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = halbiert, 2 = bleibt gleich, 3 = verdoppelt, 4 = verdreifacht, 5 = vervierfacht. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = halbiert5 = vervierfacht
Statt 1,0 kg Wasser werden 2,0 kg Wasser erwärmt.
Die Wassermenge wird verdoppelt und danach noch einmal verdoppelt.
Dieselben 1,0 kg Wasser werden noch einmal gemessen, diesmal mit einer feineren Einteilung der Energieachse.
Statt 1,0 kg Wasser wird nur 0,5 kg Wasser erwärmt.
Statt 1,0 kg Wasser werden 3,0 kg Wasser erwärmt.
Die Steigung ist c · m: Nur eine Änderung von Stoff oder Masse verändert sie. Eine andere Achseneinteilung lässt die Gerade steiler aussehen, ändert den Zahlenwert in kJ/K aber nicht — Hinsehen ist hier schneller als Rechnen.