Wärme-Kälte - Experimente Biologie

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Wärme-Kälte

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Sinn: Empfinden von Wärme und Kälte                                                zurück

Ergebnis:
Der Versuch ist geeignet, das wissenschaftliche Temperaturmessgerät, das Thermometer, mit der Leistung des »natürlichen Messgeräts«, dem Temperatursinn in unserer Haut zu vergleichen. Durch den Vergleich der beiden Messreihen im Arbeitsblatt werden die Unterschiede deutlich: Unser Temperatursinn misst im Vergleich, das Thermometer misst »absolut«. Der Versuch ist damit geeignet, die wissenschaftliche Messmethodik verständlich zu machen und ein Verständnis für Übereinkünfte und Festlegungen anzubahnen.
Sachliche Hinweise:
Das Thermometer misst die Temperatur mit Hilfe der Celsius-Skala, wobei die Werte 0° Celsius und 100° Celsius folgendermaßen festgelegt wurden: 0° ist die Temperatur des schmelzenden Eises, 100° die Temperatur des kochenden Wassers unter bestimmten, festgelegten Bedingungen. Unser »menschlicher« Temperatursinn liefert demgegenüber »nur« Vergleichswerte zwischen wärmer und kälter. Dabei ist der Bereich der Wahrnehmung eingeschränkt: unser Temperatursinn funktioniert nur zwischen 5 ° und 35° Celsius sehr gut. - Gegenüber Kälte sind wir recht gut geschützt: Das bei zu geringen Temperaturen einsetzende Kältezittern wird als derart unangenehm empfunden, dass solche Situationen durch Verhaltensänderung rasch gemieden werden. - Gegenüber Hitze ist die Wahrnehmung leider eingeschränkt: In der Sauna merken wir nicht, wie heiß es ist. Allerdings wird eine trockene Hitze von rund 90° ausgehalten, der Wasserfilm durch Schwitzen schützt die Haut vor Verbrennungen bei diesen Temperaturen. Die Temperaturregelung durch das Gehirn ist begrenzt: sie wirkt nur zwischen 10° Celsius und 43° Celsius. Durch Kältezittern (Erzeugung von Wärme) und Schwitzen (Ableitung von Wärme) wird versucht, die Körpertemperatur auf 36° zu halten. Treten langfristig Temperaturen jenseits dieses Bereichs auf, schaltet sich das Regelzentrum ab: Hitzschlag, Hitzetod oder Kältetod sind die Folgen. Im täglichen Leben der Kinder ist die bewusste Beachtung von Temperaturverhältnissen sehr wichtig. Dabei muss die Gefährlichkeit bestimmter Temperaturen leider durch Versuch und Irrtum gelernt werden (z. B. heiße Herdplatte). Dasselbe gilt für zu niedrige Temperaturen, z. B. Grippegefahr bei zu kühlem Luftzug (z. B. durch zu starke Klimaregelung in Autos). Eine sorgsame Sensibilisierung für Temperaturverhältnisse bei Geräten und Klima erscheint in gesundheitlicher Hinsicht im Leben der Kinder und für Ihre Zukunft sehr sinnvoll. Tipp: Die Schülerinnen und Schüler finden heraus, dass der Mensch nur Temperaturvergleiche anstellen kann. Eine sehr sorgsame Versuchsdurchführung ist notwendig. Die Teilnehmer geraten leicht ins Spekulieren – umso wichtiger war die Erfindung des Thermometers.


Temperatur Arbeitsunterlage 1 --------------------------------------------------
"Drei Schalen Versuch"

Frage: Die Temperaturempfindung ist absolut oder relativ?
Versuch:
„Drei- Schalen- Versuch“
Material: drei Schalen, Wasser, Thermometer, Wasserkocher
Objekt: Hände einer Versuchsperson


Durchführung: Die Versuchsperson hält die linke Hand in Eiswasser (ca 8 Grad) , gleichzeitig die
rechte Hand in heißes Wasser (ca 50-60  Grad). Nach 4 Minuten legt sie beide Hände in die mittlere
Schale mit Wasser mit Zimmertemperatur.
Befund:
Empfindung Rechte Hand: vor dem Test______________    nach dem Test: __________________

Empfindung Linke Hand:    vor dem Test______________    nach dem Test: __________________


Interpretation:



Temperatur Arbeitsunterlage 2 -----------------------------------------------
Wie genau ist unser Wärme- und Kältesinn?

Was brauchst du?
Acht  Plastikgefäße für Wasser mit verschiedenen Temperaturen, ein Thermometer

Was kannst du tun?
1. Schreibe die gewünschten Temperaturwerte an die einzelnen Gläschen
2. Fülle die Gläschen mit Wasser, das du auf die angegebenen Temperaturgrade erwärmt hast. Wichtig ist nicht, dass die Temperatur genau eingestellt wird, sondern dass die Werte nochmals überprüft werden. Du kannst warmes und kaltes Wasser mischen, um die Temperatur zu erreichen. Lass dir helfen!
3. Stelle dann die Gläschen in die richtige Reihenfolge. Etwa so:
4. Stelle die Gläschen nun durcheinander in eine Reihe, ohne dass die Versuchsperson die Zahlen sehen kann.
5. Die Versuchsperson soll nun mit dem Finger testen, wie warm das Wasser ist und eine Reihenfolge mit steigender Temperatur aufstellen. Sie beginnt mit der kältesten Wasserprobe.


.
Wie ordnet die Versuchsperson?
Entspricht dr Temperatursinn den Angaben des Thermometers? 
Folgerung?



Temperatur Arbeitsunterlage 3 ------------------------------------------------
Styroporeffekte: Wärmedämmung
Was geschieht, wenn ich meine Hand mit Styropor gegen Kälte isoliere?

Was brauchst Du?
Einige Stücke Styropor, die Du mit einem Messer auf die richtige Größe zuschneiden lässt.
Deine Hand
Evt. ein Fiebertermometer

Was kannst Du tun?
1. Messe die Temperatur mit dem Thermometer in der Styroporschachtel
2. Stecke Deine Hand in die Schachtel
3. Beschreibe, was zu beobachten ist ! Wie verändert sich die Temperatur? 
Wie verändert sich die Empfindung in der Hand?
Hand in Styropor-Kasten    



Erkläre, welche Temperaturempfindung auftritt!
Warum sind Wassertropfen auf der Hand?
Warum wird die Handwärme sehr unangenehm? 


 
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