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Innere Energie — Temperatur ist nicht gleich Energie

Die Teetasse hat 90 °C, die Badewanne nur 40 °C — und trotzdem steckt in der Wanne weit mehr Energie.

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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 innere Energie ist
AFB I

Welche Aussagen über die innere Energie U eines Körpers stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Wärme ist kein Bestand: Ein Körper hat innere Energie, aber keine Wärme. Und die Temperatur allein entscheidet nichts — die innere Energie hängt außerdem von der Masse und vom Stoff ab. Deshalb schlägt die Badewanne die Teetasse.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um innere Energie und Wärme.

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

Merke: Die Temperatur beschreibt ein einzelnes Teilchen, die innere Energie zählt alle Teilchen zusammen.
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.

Die innere Energie U eines Körpers ist die Summe aus der und der aller seiner Teilchen; gemessen wird sie in — und sie hängt vom Stoff, von der Temperatur und von der ab. Ändern lässt sie sich durch mechanische Arbeit oder durch .

„Temperatur“ bleibt übrig: Sie ist selbst keine Energieform, sondern ein Maß für die mittlere Bewegungsenergie eines einzelnen Teilchens.
A4
Steigt, sinkt oder bleibt gleich?
AFB I

Was passiert jeweils mit der inneren Energie des genannten Körpers?

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1U steigt
2U sinkt
3U bleibt gleich
Die innere Energie ändert sich nur, wenn Wärme fließt oder mechanische Arbeit am Körper verrichtet wird — Höhe und Geschwindigkeit des ganzen Körpers zählen nicht dazu.
A5
Blitzrechnung
AFB I

In Becher A sind 0,20 kg Wasser, in Becher B 0,60 kg Wasser. Beide wurden von 0 °C auf 60 °C erwärmt. Um welchen Faktor ist die dabei zugeführte Energie in B größer als in A?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Gleicher Stoff, gleiche Temperaturänderung — also entscheidet allein die Masse: 0,60 kg : 0,20 kg = 3. Du musst dafür keine einzige Joule-Zahl ausrechnen.
A6
Fünf Wasserportionen ordnen
AFB II

Alle fünf Portionen wurden von 0 °C aus erwärmt. Ordne sie nach der zugeführten Energie — die kleinste zuerst.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
10,1 kg Wasser mit 20 °C
20,2 kg Wasser mit 20 °C
30,1 kg Wasser mit 90 °C
41,0 kg Wasser mit 20 °C
510 kg Wasser mit 40 °C
Am häufigsten wandert die heiße 0,1-kg-Portion zu weit nach hinten: 90 °C klingen viel, aber 1,0 kg bei 20 °C bringen es auf mehr als das Doppelte. Vergleiche das Produkt aus Masse und Temperatur.
A7
Rechenkette
AFB II

Eine Teetasse enthält 0,20 kg Wasser von 90 °C, eine Badewanne 150 kg Wasser von 40 °C. Beide wurden von 20 °C aus erwärmt. Für 1 kg Wasser und 1 K werden 4180 J benötigt.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Temperaturerhöhung des Tees gegenüber 20 °C K
  2. Dem Tee zugeführte Energie (in J) J
  3. Dem Badewasser zugeführte Energie (in J) J
  4. Wievielmal mehr Energie steckt im Badewasser? (ganze Zahl) mal
Der Tee ist mehr als doppelt so stark erwärmt — und enthält trotzdem rund 200-mal weniger Energie. Die Masse schlägt die Temperatur.
A8
Begriff und Kennzeichen
AFB II

Verbinde jeden Begriff mit dem Merkmal, das ihn eindeutig beschreibt.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Frage zuerst: Ist das ein Bestand oder etwas Übertragenes? Damit trennst du U und Q sofort voneinander.
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.
Der Fehler aus Zeile 2 steht in fast jeder Klassenarbeit: „hat Wärme“ ist immer falsch — richtig ist „hat innere Energie“.
A10
Wie ändert sich die zugeführte Energie?
AFB III

Ausgangspunkt sind 1,0 kg Wasser, die von 0 °C auf 20 °C erwärmt werden. Nun wird jeweils etwas verändert. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = halb so groß, 2 = bleibt gleich, 3 = doppelt so groß, 4 = dreimal so groß, 5 = viermal so groß. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = halb so groß5 = viermal so groß
Die Masse wird verdoppelt, erwärmt wird weiter auf 20 °C
Die Masse wird verdoppelt und erwärmt wird auf 40 °C
Die Masse wird halbiert, dafür wird auf 40 °C erwärmt
Die Masse wird halbiert, erwärmt wird weiter auf 20 °C
Die Masse bleibt gleich, erwärmt wird auf 60 °C
Die zugeführte Energie ist proportional zu Masse mal Temperaturänderung: Beide verdoppeln heißt viermal so viel, eines verdoppeln und das andere halbieren heißt gleich viel. Überlegen geht hier deutlich schneller als Rechnen.