TAFELBILDER zur BRANDLEHRE Ingrid Hantschk Hans Fibi Pdagogische

TAFELBILDER zur BRANDLEHRE Ingrid Hantschk Hans Fibi Pädagogische Akademie des Bundes in Wien Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 1

Allerlei Wärmequellen (1) 1. Natürliche Wärme Vulkane heiße Springquelle Geysir 2. Reibungswärme Lineal an Bankkante reiben Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 2

Allerlei Wärmequellen (2) Chemische Wärme Verbrennung Elektrische Wärme Heizstrahler Raumheizung Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 Kochgerät 3

Mechanische Energie wird durch Reibung in Wärmeenergie umgewandelt. Bei der Verbrennung wird chemische Energie in Wärmeenergie umgewandelt. WÄRME ist eine FORM von ENERGIE Wärmeenergie wird durch Maschinen in mechanische Energie umgewandelt. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 Elektrische Energie wird über den Widerstand in Wärmeenergie umgewandelt. 4

WÄRMEENERGIE ÄUnter Wärme versteht man die Bewegungsenergie der Teilchen eines Körpers, also seine innere Energie. ÄEinheit der Wärmeenergie ist das Joule. Ø Um 1 g Wasser um ein 1 o. C zu erwärmen, ist die Wärmeenergie von rund 4 Joule (4, 19 J) erforderlich. Ø 1 000 J = 1 k. J (Kilojoule) 1 000 J = 1 MJ (Megajoule) Ø Alte Einheit: 1 cal (Kalorie) 1 cal = 4, 19 J 1 J = 0, 239 cal ü Der Energieinhalt entspricht der kinetischen Energie der kleinsten Teilchen. ü Die Temperatur ist ein Maß für den Energieinhalt eines Körpers. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 5

TEMPERATUR Zum Messen der Temperatur verwenden wir Thermometer. Verschiedene Arten: Fieberthermometer Zimmerthermometer Badethermometer. . . Je stärker die Erwärmung, desto größer ist die Ausdehnung der Flüssigkeit. SIEDEPUNKT 100 o. C Die bei uns gebräuchliche Einheit der Temperatur ist Grad Celsius ( 1 o. C). Absoluter Nullpunkt: - 273 o. C SCHMELZPUNKT 0 o. C Hohe Temperatur - Teilchen bewegen sich rasch. Niedrige Temperatur - Teilchen bewegen sich langsam. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 6

HEIZWERT Brennstoffe (Kohle, Holz, Papier, Heizöl) geben beim Verbrennen gleicher Mengen unterschiedlich viel Wärme ab. HEIZWERT 100% HEIZWERT = Wärmeenergie, die bei der Verbrennung von 1 kg eines Brennstoffes entsteht. (Wird in Kilojoule gemessen). Ingrid Hantschk & Hans Fibi VERLUST WIRKUNGSGRAD 9/4/2021 7

Ein kg Wasser ändert seine Zustandsform Schmelzpunkt (0 o. C) = Erstarrungspunkt Schmelzwärme (335 k. J) = Erstarrungswärme Siedepunkt (100 o. C) = Kondensationspunkt Verdampfungswärme (2260 k. J) = Kondensationswärme Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 8

ZUSTANDSFORMEN VON STOFFEN UND IHRE ÄNDERUNGEN. flüssig schmelzen erstarren fest verdampfen kondensieren sublimieren resublimieren gasförmig Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 9

WÄRMELEITUNG In Festkörpern erfolgt die Übertragung der Wärmeenergie durch Wärmeleitung. Die einzelnen Teilchen bleiben am Platz, sie geben nur die Bewegungsenergie an die übrigen Teilchen weiter. Es gibt Ä gute Wärmeleiter (besonders Silber und Kupfer) Ä schlechte Wärmeleiter (Nichtmetalle, Flüssigkeiten und besonders Gase) Schlechte Wärmeleiter werden als Schutz gegen Wärmezufuhr oder Wärmeverluste verwendet. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 10

WÄRMESTRÖMUNG Breitet sich Wärmeenergie durch Fortbewegung von Teilchen aus, spricht man von Wärmeströmung. Bei der Warmwasserheizung wird das Wasser in einem Kessel erwärmt und fließt durch die Rohre zu den Heizkörpern. Diese erwärmen die Luft, welche die Wärme im Raum durch Wärmeströmung verteilt. Bei Erwärmung der Luft entstehen Luftströmungen. Durch die Bewegung der kleinsten Teilchen der Luft wird Wärmeenergie transportiert. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 11

WÄRMESTRAHLUNG Wärme breitet sich in materiefreiem Raum durch unsichtbare Wärmestrahlung aus. Wärmestrahlung wird von dunklen, rauen Oberflächen besser absorbiert als von hellen, glatten. Helle, glänzende Flächen reflektieren die Wärmestrahlen. Die Entstehung der Jahreszeiten hängt vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen und von der Dauer der Einstrahlung ab. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 12

WÄRMESCHUTZ beim HAUSBAU Im Winter beträgt die Temperatur in beheizten Wohnräumen ca. 20 o. C, die Außentemperatur liegt unterhalb des Gefrierpunktes. Es ist daher besonders wichtig, das Haus gegen Wärmeverluste zu isolieren. Wärmeabgabe eines Hauses (Wärmeverluste in %). Gute Wärmedämmung verringert die Heizkosten. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 13

BEDINGUNGEN für die VERBRENNUNG Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 14

ZÜNDTEMPERATUR Jeder Stoff hat eine bestimmte Zündtemperatur. Kohle, Koks 600 -700 o. C Holzscheiter 300 o. C Papier 200 o. C Erst wenn die Zündtemperatur erreicht ist, entzündet sich der Stoff. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 15

LUFT-SAUERSTOFF Zum Verbrennen. . . ist Luft nötig ! Sauerstoff Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 16

GLUTBRAND FLAMMBRAND Holz, Kohle bilden bei der Verbrennung Glut GLUTBRÄNDE Löschen mit Wasser Glut wird unter die Entzündungstemperatur abgekühlt. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 17

FLAMMBRAND Benzin, Alkohol, Putzmittel. . . Dämpfe entflammen sehr leicht. . Die Gefährlichkeit einer brennbaren Flüssigkeit wird von ihrem Flammpunkt bestimmt. FLAMMBRÄNDE Schaumlöscher, Pulverlöscher. Abdecken der Flammen - keine Sauerstoffzufuhr. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 18

Von der Brandbekämpfung. . . Feuer kann nur dann entstehen, wenn. . . ein brennbarer Stoff vorhanden ist, . . . die Zündtemperatur . . . Sauerstoff erreicht ist, dazu kann. Um einen Brand bekämpfen zu können, muss mindestens eine der drei Bedingungen ausgeschaltet werden. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 19

MÖGLICHKEITEN der BRANDBEKÄMPFUNG 1. Entfernen der brennbaren Stoffe M Wegschaffen des brennbaren Materials M Ausheben von Gräben M Schlagen von Schneisen (bei Waldbränden) 2. Wärmeentzug M Bespritzen mit Wasser ACHTUNG ! Wasser ist bei Bränden von Flüssigkeiten (Benzin, Öl, . . . ) nicht geeignet. 3. Verhindern von Sauerstoffzutritt M Abdecken des Feuers mit Sand, nassen Decken M Überdecken mit Schaum M Überdecken mit unbrennbarem Gas, das schwerer als Luft ist (CO 2) Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 20

BRANDSCHUTZ Maßnahmen zur Verhütung, Bekämpfung und Begrenzung von Bränden. v Verwendung feuerfester und/oder feuersicherer Baustoffe v Errichtung von Feuermauern zwischen Bauten v Einbau von Brandschutztüren, Nottreppen v Kennzeichnung von Fluchtwegen v. Bereitstellung von Feuerlöschern und Löschmitteln v Zündquellen fernhalten Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 21

HANDFEUERLÖSCHER sind tragbare Feuerlöschgeräte zur sofortigen Bekämpfung von Brandherden in Büros, Betrieben, Wohnungen oder Fahrzeugen. Sie enthalten ein Löschmittel, das bei Inbetriebnahme durch ein Treibmittel ausgestoßen wird. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 22

WÄRME - eine FORM der ENERGIE Energie ist die Fähigkeit ________ zu verrichten. Auch Wärme ist eine Form der ________. Um Wärmeenergie zu erhalten, muss man Stoffe zum __________ bringen. Dazu benötigt man: 1. _________________ 2. _________________ 3. _________________ Jeder Stoff hat eine bestimmte _________ temperatur. Zum Anheizen verwendet man Stoffe mit _________ Entzündungstemperatur. Manche Stoffe beginnen sehr _______ zu brennen, z. B. : _______________________________. Benzin ist besonders ________ , da es schnell verdunstetet und die ______ leicht entflammbar sind. Um einen ____________ zu bekämpfen, gibt es folgende Möglichkeiten: 1. _________________ 2. _________________ 3. _________________ Kohlendioxid __________ die Flammen, da es ________ ist als Luft. Daher wird es in der Brand________ eingesetzt. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 23

GEFAHRENSYMBOLE F. . . Leichtentzündlich Benzin, Fleckputzmittel, . . . O. . . Brandfördernd Sauerstoff, Kaliumpermanganat, . . . Explosionsgefährlich Knallgas, Dynamit, . . . FEUERWEHR - NOTRUF 122 Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 24

1. ) Wie heißt das große Kapitel, mit dem wir uns in der letzten Stunde beschäftigt haben ? 2. ) Gefragt ist eine der Formen der Wärmeübertragung. 3. ) Gesucht ist ein Praxisbezug für Wärmeströmung, der sich in jeder Wohnung befindet. 4. ) Jeder Stoff hat einen bestimmten Flammpunkt. Wie nennt man diesen noch ? 5. ) Welche Stoffe sind gute Wärmeleiter ? 6. ) Nenne einen Bestandteil, der für Verbrennungen notwendig ist. 7. ) Wie heißt das Fremdwort für "aufsaugen" (aus der Wärmestrahlung) ? 8. ) Einheit der Wärmeenergie ? 9. ) Eine Möglichkeit der Brandbekämpfung. 10. ) Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenem System bleibt immer gleich, sie wird nur umgewandelt: man nennt das den Satz der. . . 11. ) Eine Wärmekraftmaschine (Erfinder: James WATT). 12. ) Zuletzt noch das Fremdwort für das "zurückbiegen" (Spiegel). Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 25

VERDAMPFEN und KONDENSIEREN. . . . . nennt man den Übergang von der flüssigen in die gasförmige Zustandsform. Erfolgt der Übergang beim Siedepunkt, so spricht man von. . . . . Erfolgt der Übergang an der Flüssigkeitsoberfläche bei Temperaturen unterhalb des Siedepunktes, so spricht man von. . . . . Die Verdunstung erfolgt umso rascher, • je. . . . . die Temperatur der Flüssigkeit ist, • je. . . . . die dampfhaltige Luft fortgeblasen und durch trockene ersetzt wird, • je. . . . . die Flüssigkeitsoberfläche ist. Nenne Verdunstungsvorgänge im Alltag: . . . . . . . . Die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit ( bei Normaldruck) siedet, heißt. . . . oder. . . . . Die Wärmeenergie, die man braucht, um 1 kg eines Stoffes zu verdampfen, wird. . . genannt. Kondensieren (Verflüssigen) nennt man den Übergang vom. . . in den. . . . . Aggregatzustand. Dies ist der umgekehrte Vorgang des Verdampfens. Während zum Verdampfen Wärme benötigt wird (Verdampfungswärme), wird beim Kondensieren Wärme frei. Diese Wärme nennt man. . . . Verdampfungswärme und Kondensationswärme sind gleich groß. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 26

VERDAMPFEN und KONDENSIEREN Verdampfen nennt man den Übergang von der flüssigen in die gasförmige Zustandsform. Erfolgt der Übergang beim Siedepunkt, so spricht man von Sieden. Erfolgt der Übergang an der Flüssigkeitsoberfläche bei Temperaturen unterhalb des Siedepunktes, so spricht man von Verdunsten. Die Verdunstung erfolgt umso rascher, • je höher die Temperatur der Flüssigkeit ist, • je rascher die dampfhaltige Luft fortgeblasen und durch trockene ersetzt wird, • je größer die Flüssigkeitsoberfläche ist. Nenne Verdunstungsvorgänge im Alltag: Wäsche trocknen, Haare fönen, Verdunsten einer Pfütze. Die Temperatur, bei der eine Flüssigkeit ( bei Normaldruck) siedet, heißt Siedetemperatur oder Siedepunkt. Die Wärmeenergie, die man braucht, um 1 kg eines Stoffes zu verdampfen, wird Verdampfungswärme genannt. Kondensieren (Verflüssigen) nennt man den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand. Dies ist der umgekehrte Vorgang des Verdampfens. Während zum Verdampfen Wärme benötigt wird (Verdampfungswärme), wird beim Kondensieren Wärme frei. Diese Wärme nennt man Kondensationswärme. Verdampfungswärme und Kondensationswärme sind gleich groß. Ingrid Hantschk & Hans Fibi 9/4/2021 27