Modernisierung Wärmelehre im Physikunterricht 9. Klasse

Im Projekt werden experimentelle Unterrichtseinheiten zur Wärmelehre und Thermodynamik entwickelt und erprobt. Dazu gehören Schülerversuche zu Kompression und Entspannung, thermoakustische Effekte, Wärmepumpen und Stirlingprinzipien. Ziel ist die Entwicklung geeigneter Versuchsanordnungen sowie eines erprobten Unterrichtsskripts.

Folgende Komponenten sollen auf Eignung untersucht bzw. für Versuche im Unterricht entwickelt werden:

• Schülerversuchsreihen zu Kompression und Entspannung mit Wärme und Kältewirkung anhand modifizierter Ballpumpen.
• Versuchsreihe zum thermoakustischen Effekt mit Entwicklung des Versuchsgeräts: Demonstration eines kleinen thermoakustischen Motors nach dem Stirlingprinzip, Tonerzeugung im Resonanzrohr mit Reagenzglas und Stahlwolle, Demonstrationsgerät einer Wärmepumpe mit Schall im Resonanzrohr (Prototypen funktionieren)
• Demonstration einer käuflichen Autoklimaanlage als Wärmepumpe mit getrenntem Kompressor und Kondensator und über Schläuche verbundenem Verdampfer.
• In Planung: Wärmepumpe nach Stirlingprinzip mit Pulsrohr (Resonanzbedingung muss nicht erfüllt sein, nur Phasenverschiebung der Luftbewegung zum Druckverlauf nötig), erfordert noch einige Grundlagenforschung.
• Erprobung des Unterrichtsverlaufs, und Skript dazu.