30 Tage kostenlos testen

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Experimente zur Wärmeleitung

Du möchtest schneller & einfacher lernen?

Dann nutze doch Erklärvideos & übe mit Lernspielen für die Schule.

Kostenlos testen
Bewertung

Ø 3.6 / 53 Bewertungen

Die Autor*innen
Avatar
André Otto
Experimente zur Wärmeleitung
lernst du in der Unterstufe 3. Klasse - 4. Klasse

Grundlagen zum Thema Experimente zur Wärmeleitung

Inhalt

Physik-Experimente zur Wärmeleitung

In diesem Text werden verschiedene Experimente zum Thema Wärmeleitung auf eine für Kinder anschauliche Weise erklärt. Dabei wird auf die Erwärmung und Abkühlung von Gegenständen sowie auf die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Materialien eingegangen.

Wärmeleitung – Wiederholung

Die Wärmeleitung ist eine Form der Wärmeübertragung. Der Übergang von thermischer Energie zwischen zwei Gegenständen, die einander berühren, wird Wärmeleitung genannt. Dabei findet die Wärmeübertragung immer vom Bereich der höheren Temperatur zum Bereich der niedrigeren Temperatur statt. Die Wärmeleitfähigkeit ist je nach Stoff unterschiedlich. Es existieren gute Wärmeleiter und schlechte Wärmeleiter. Eine genaue Erklärung findest du im Video über die Wärmeleitung.

Experiment 1 – Erwärmung von Körpern

Schauen wir uns im ersten Versuch die Erwärmung von Gegenständen an. Welche Möglichkeiten fallen dir ein, eine kleine Kugel zu erwärmen?
Betrachten wir hierzu drei verschiedene Möglichkeiten.

Möglichkeit 1
Wir können heißes Wasser in ein Becherglas gießen und die Kugel hinein legen. Nach ein paar Minuten Wartezeit können wir die Kugel wieder herausnehmen. Sie hat sich erwärmt. Die Erwärmung der Kugel ist durch heißes Wasser erfolgt.
Da das Wasser wärmer ist als die Kugel und beide Materialien sich berühren, erfolgt eine Wärmeleitung vom warmen Wasser zur kälteren Kugel. Somit erwärmt sich die Kugel.

Möglichkeit 2
Wir können die Kugel ebenso über eine andere Oberfläche reiben. Nach kurzer Zeit ist die Kugel warm. Die Erwärmung hat in diesem Fall durch Reibung stattgefunden.
Durch die Reibung entsteht thermische Energie. Die Reibungsfläche erwärmt sich. Durch Wärmeleitung wird die Wärme in den Bereich rund um die Reibungsfläche der Kugel übertragen.

Möglichkeit 3
Wir können die Kugel ebenso in die Sonne legen. Nach einiger Zeit ist die Kugel ebenfalls erwärmt. Die Erwärmung erfolgt in diesem Fall durch die Sonne.

Experiment 2 – Abkühlung von Flüssigkeiten

Im zweiten Experiment schauen wir uns die Abkühlung an. Dafür betrachten wir zwei verschieden große Bechergläser. Im großen Becherglas befindet sich Wasser mit einer Temperatur von $17\,^\circ\pu{C}$. Im kleinen Becherglas befindet sich Wasser mit einer Temperatur von $53\,^\circ\pu{C}$. Dieses wärmere Wasser wollen wir abkühlen.
Dafür stellen wir das kleinere Glas in das größere Glas hinein. So kühlt sich das Wasser im kleineren Glas ab, da Wärmeleitung zwischen den beiden Gläsern stattfindet. Da dies immer vom Warmen zum Kalten geht, gibt das warme Wasser thermische Energie an das kältere Wasser ab und kühlt sich somit ab. Nach vier Minuten hat sich das Wasser um $13\,^\circ\pu{C}$ abgekühlt. Nun hat es eine Temperatur von $40\,^\circ\pu{C}$.

Wiederholen wir das gleiche Experiment mit anderen Temperaturen. Das kalte Wasser besitzt wieder $17\,^\circ\pu{C}$, das warme Wasser hat jedoch nur eine Temperatur von $38\,^\circ\pu{C}$. Der Temperaturunterschied zwischen dem kalten und dem warmen Wasser ist also geringer als beim Versuch zuvor. Die Wassermengen sind die gleichen wie im ersten Teilversuch. Auch jetzt wollen wir das warme Wasser um $13\,^\circ\pu{C}$ abkühlen, sodass es eine Temperatur von $25\,^\circ\pu{C}$ besitzt.

Frage: Benötigen wir dafür weniger, gleich viel oder mehr Zeit als beim ersten Teilversuch?

Nach sechs Minuten hat das Wasser eine Temperatur von $25\,^\circ\pu{C}$ erreicht. Wir haben also mehr Zeit benötigt. Wir schließen daraus:

  • Umso größer der Temperaturunterschied zwischen zwei verschiedenen, sich berührenden Bereichen ist, desto schneller kühlt sich der wärmere Bereich durch Wärmeleitung ab.

Experiment 3 – Wärmeleitfähigkeit

In dem dritten Experiment untersuchen wir die Wärmeleitfähigkeit von Metall, Holz und Wasser genauer. Beginnen wir mit dem Metall.

Metall
Hierfür betrachten wir eine Tasse mit heißem Wasser. Die Tasse steht auf einem Stövchen mit einer Kerze darunter. So kühlt das Wasser während des Versuchs nicht aus. Legen wir nun einen Löffel aus Metall, welcher Raumtemperatur besitzt, in die Tasse und schauen, was passiert.

Nach kurzer Zeit ist auch das Ende des Löffels erwärmt, welches sich nicht im Wasser befindet. Daraus schließen wir:

  • Metalle sind gute Wärmeleiter.

Holz
Wiederholen wir nun das gleiche Experiment noch einmal. Nun nehmen wir jedoch keinen Metalllöffel, sondern einen Löffel aus Holz. Was wird passieren?
Auch nach längerer Wartezeit wird der Holzgriff des Löffels nicht warm. Wir schließen daraus:

  • Holz ist ein schlechter Wärmeleiter.

Wasser
Um die Frage zu beantworten, ob Wasser ein guter oder schlechter Wärmeleiter ist, führen wir einen weiteren Versuch durch. Dafür legen wir in den unteren Teil eines Reagenzglases ein Eisstück, welches wir mithilfe eines Drahtes am Aufsteigen hindern. Den Rest des Reagenzglases befüllen wir mit Wasser. Den oberen Teil des Reagenzglases halten wir nun über eine Flamme.

Versuch zur Wärmeleitung

Der obere Teil des Wassers über der Flamme erwärmt sich. Das wird durch kleine aufsteigende Luftbläschen sichtbar. Das Eis im unteren Teil des Glases schmilzt jedoch nicht. Dort ist das Wasser demnach nicht erwärmt worden. Wir schließen daraus:

  • Wasser ist ein schlechter Wärmeleiter.

Physik-Experimente zur Wärmeleitung – Zusammenfassung

In den durchgeführten Experimenten wurden verschiedene Dinge festgestellt:

  • Durch Wärmeleitung können Gegenstände auf verschiedene Weise erwärmt werden.
  • Umso größer der Temperaturunterschied zwischen zwei verschiedenen Bereichen ist, desto schneller kühlt sich der wärmere Bereich durch Wärmeleitung ab.
  • Metalle sind gute Wärmeleiter, während Holz und Wasser schlechte Wärmeleiter sind.

Zusätzlich zum Text und dem Video findest du hier auf der Seite noch Übungen und Arbeitsblätter zu den durchgeführten Versuchen zum Thema Wärmeleitung.

Transkript Experimente zur Wärmeleitung

Hallo und ganz herzlich willkommen. Dieses Video heißt "Experimente zur Wärmeleitung". Du kennst bereits die Wärmeleitung. Nachher kannst Du selbständig Experimente zur Wärmeleitung erklären. Los geht's. Erinnert Ihr Euch an die Wärmeleitung? Ich koche mir einen großen Frühstückstee. Hach, ist der noch heiß. Der Löffel soll dafür sorgen, dass sich der Tee schneller abkühlt. Und tatsächlich, der Löffel erwärmt sich. Auch der Ort, wo die Teekanne stand, ist wärmer geworden. Wärmeleitung ist der Übergang von thermischer Energie zwischen Gegenständen, die einander berühren. Experiment 1: Diesen Spielball wollen wir untersuchen. Im Experiment geht es um die Erwärmung eines Körpers. Nenne dafür drei Möglichkeiten. Denkt einmal darüber nach. Habt Ihr Ideen? Ich gieße heißes Wasser in das Becherglas. Wir warten etwa fünf Minuten. Der Ball erwärmt sich. Die Erwärmung eines Körpers erfolgt durch heißes Wasser. Wodurch noch? Auch so wird der Ball warm. Nach klar, durch Reibung. Und eine dritte Möglichkeit. Die Erwärmung erfolgt durch Sonnenlicht. Experiment 1 war erfolgreich. Experiment 2: Hier geht es um Abkühlung. Das große Becherglas ist unser Kühlgefäß. Es hat eine Temperatur von 17°C. Damit wollen wir das heiße Wasser im kleinen Becherglas abkühlen. Innen haben wir 53°C. So, und los gehts. Jetzt beträgt die Innentemperatur 40°C. Wir haben um 13°C heruntergekühlt. Und zwar nach vier Minuten. Im Außengefäß haben wir wieder eine Temperatur von 17°C. Die Temperatur des Innengefäßes ist diesmal niedriger: 38°C. Die Wassermengen sind die Gleichen wie im Teilversuch vorher. Wir wollen wieder um 13°C abkühlen. Das heißt, auf 25°C. Wie viel Minuten benötigen wir dafür? Benötigt man a) weniger Zeit, b) gleich viel Zeit oder c) mehr Zeit? Denkt einmal darüber nach. 25°C sind erreicht. Wir benötigen sechs Minuten. Die Antwort c) ist richtig, mehr. Wir stellen fest: Durch Wärmeleitung kühlen warme Gegenstände schneller als kalte Gegenstände ab. Damit wurde Experiment 2 erfolgreich durchgeführt. Experiment 3: Jetzt geht es um Wärmeleiter. Wir wollen die Wärmeleitfähigkeit eines Messingbarrens untersuchen. Die Kerze steht an einem Ende des Barrens. Oben auf den Barren lege ich drei Stückchen Bienenwachs. Was wird wohl passieren, wenn ich die Kerze anzünde? Los geht's. Das Stückchen unterhalb der Kerzenflamme schmilzt. Jetzt schmilzt das nächste Stückchen. Und jetzt das dritte. Die Zeiten bis zum Schmelzen betragen: Vier Minuten, sechs Minuten und sieben Minuten. Der recht starke Barren wurde mit einer ganz normalen Kerze erwärmt. Der Barren besteht aus Messung, das ist ein Metall. Messing ist ein guter Wärmeleiter. Und jetzt wirds interessant. Nein, gesägt wird nicht. Ich lege die Säge auf die Kerze. In gleichem Abstand von der Kerzenflamme befestige ich etwas Bienenwachs auf dem Metall und auf dem Holz. Und nun die Frage an Euch: Welches Stückchen Bienenwachs schmilzt eher? Auf dem Metall oder auf dem Holz? Ihr könnt schon einmal darüber nachdenken. Los geht's. Habt Ihr es erkannt? A) ist richtig. Bereits nach vier Minuten. Nun müssen wir noch etwas warten. Auf dem Metall ist nun das ganze Stückchen weggeschmolzen. Aber auch nach zehn Minuten ist das Bienenwachs auf dem Holz fest. Wir stellen fest: Messing und Stahl, also Metalle, sind gute Wärmeleiter. Holz, ein Nichtmetall, ist ein schlechter Wärmeleiter. Experiment 3 ist erfolgreich beendet. Experiment 4: Diesmal geht es um die Wärmeleitfähigkeit von Wasser. Habt ihr dazu eine Idee? Aufgabe: Schätze die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ein. ist sie a) hoch oder b) niedrig? Während ich den Versuch durchführe, kannst Du darüber nachdenken. Im Reagenzglas ist Wasser. Ich erhitze den oberen Teil und halte den unteren. Seht Ihr es? Zu welchem Ergebnis seid Ihr gekommen? Richtig, b) niedrig. Die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ist niedrig, es ist ein schlechter Wärmeleiter. Begründung: Nach zehn Minuten war das Wasser am oberen Teil des Reagenzglases heiß, es siedete. Den unteren Teil konnte ich gut halten, er hatte nur Raumtemperatur. Damit ist auch Experiment 4 gelungen. Das war ein weiterer Film von André Otto. Ich bedanke mich für Eure Aufmerksamkeit. Alles Gute. Tschüss.

9 Kommentare

9 Kommentare
  1. Hallo Yacinebenhalla17, schade, dass Dir das Video nicht geholfen hat. Gab es Inhalte, die Dir hier gefehlt haben? Über Feedback, was Euch auf der Seite fehlt, freuen wir uns sehr.
    Liebe Grüße aus der Redaktion

    Von Albrecht K., vor mehr als einem Jahr
  2. Hat nicht viel geholfen hatte eine 5 ☹️😕😑 Danke nochmals😡

    Von Mayssa B., vor mehr als einem Jahr
  3. @Anna Lupina,

    hinter dieser Ähnlichkeit der Experimente, steckt die Wärmeleitung. Falls du die Definition der Wärmeleitung suchst, findest du diese im Video zur Wärmeleitung.

    Von Karsten S., vor etwa 4 Jahren
  4. mir hat das nicht sehr geholfen weil ich finde es waren alle experimente "gleich"
    ich hätte mehr zum Auswedig lerne erwartet und nichts für ungut aber ein bisschen langweilig

    Von Anna Lupina Wegener, vor etwa 4 Jahren
  5. geil danke hat weitergeholfen

    Von Zion L., vor mehr als 5 Jahren
Mehr Kommentare

Experimente zur Wärmeleitung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Experimente zur Wärmeleitung kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, was man unter Wärmeleitung versteht.

    Tipps

    Wärmeleitung ist eine Form der Wärmeübertragung.

    Bei einem Stromkreis wird der elektrische Strom auch geleitet. Was ist dafür notwendig?

    Lösung

    Was versteht man unter Wärmeleitung?

    Wärmeleitung ist die Übertragung von Wärme von einem Körper auf einen anderen Körper. Bedingung ist dafür, dass sich die Körper direkt berühren.

    Metalle sind sehr gute Wärmeleiter, jedoch leiten auch Nichtmetalle Wärme.

  • Nenne Wege, wie ein Körper erwärmt werden kann.

    Tipps

    Wärme ist eine Form von Energie. Man erhält sie also nur, wenn man andere Energie hinzuführt.

    Lösung

    Wie können wir denn einen Körper erwärmen?

    Da gibt es viele Wege: Das Licht der Sonne erwärmt Dinge, heißes Wasser kann alles unter 100°C erwärmen (sonst würde das heiße Wasser kühlen). Auch bei der Reibung wird aus der mechanischen Energie des Objekts Wärme gemacht.
    Nur durch Ansehen passiert aber nichts, dort wird keine Energie übertragen.

  • Sortiere die Gegenstände danach, wie schnell sie abkühlen.

    Tipps

    Die Geschwindigkeit des Abkühlens hängt von der Temperaturdifferenz ab.

    Lösung

    Wenn man das Prinzip verstanden hat, musste man in dieser Aufgabe nur Zahlen sortieren.

    Denn je größer das Temperaturverhältnis (Wasser zu Umgebung) ist, desto schneller kühlt es ab.
    Am langsamsten kühlt also das Glas mit 21°C ab und das mit 99°C am schnellsten.

    Das heißt aber nicht, dass das Glas mit 99°C am schnellsten bei 20°C ankommt.

  • Erkläre, wieso das Wachs auf dem Holz langsamer schmilzt.

    Tipps

    Holz brennt zwar gut, aber vielleicht hast du einmal mit einem Metalllöffel versucht eine Suppe umzurühren. Dieser wird sehr schnell heiß. Nimmst du hingegen einen Holzlöffel, kannst du ihn sogar in der Suppe stehen lassen.

    Lösung

    Warum schmilzt das Wachs dort langsamer?

    Die entscheidende richtige Antwort ist die, dass Holz schlechter Wärme leitet. Es dauert einfach länger, bis sie durch das Holz kommt.

    Auch richtig ist, dass die Entfernung zur Wärmequelle die Dauer erhöht. Aber es ist hier nicht der wichtigste Punkt (macht aber trotzdem etwas aus.)

  • Gib an, wie ein Körper sich abkühlen kann.

    Tipps

    Der Energieerhaltungssatz besagt: „Energie kann weder verloren gehen noch verbraucht werden, nur umgewandelt werden.”

    Lösung

    Was ist Abkühlung? Ist das überhaupt eine richtige Größe?

    Abkühlung heißt einfach nur, dass etwas Wärme abgibt, es findet also eine Wärmeübertragung statt.
    Normalerweise muss das Umfeld immer kälter sein, denn sonst gibt der Körper keine Wärme ab, sondern nimmt Wärme auf.

    Wenn man also etwas Heißes in kaltes Wasser wirft, dann gibt es seine Wärme an das Wasser ab. Die Wärme geht aber nicht verloren, denn Energie geht nie verloren, sie kann sich nur verlagern oder umwandeln.

  • Erkläre, wieso ein Motor diese „Rippen“ hat.

    Tipps

    Was kann besser Wärme abgeben - eine kleine oder eine große Oberfläche?

    Lösung

    Diese Rippen nennt man auch Kühlrippen, sie vergrößern die Oberfläche des Motors, wodurch der hindurchströmende Wind besonders viel Wärme abtransportieren kann.

    Denn mehr Oberfläche bedeutet mehr Kontaktfläche zur kalten Luft und damit mehr abtransportierte Wärme.

30 Tage kostenlos testen
Mit Spaß Noten verbessern
und vollen Zugriff erhalten auf

2.575

sofaheld-Level

5.805

vorgefertigte
Vokabeln

10.216

Lernvideos

42.307

Übungen

37.382

Arbeitsblätter

24h

Hilfe von Lehrer*
innen

laufender Yeti

Inhalte für alle Fächer und Schulstufen.
Von Expert*innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden