Grundlagen: Laborgeräte und Jahreszeiten (Module 2 & 3)

Modul 2: Das Material im Labor

1 - Was ist die Verwendung von Porzellanschalen? (Abb. 23)

Für das Erhitzen von Lösungen zur Trocknung. Erhitzen, bis das Lösungsmittel vollständig entfernt ist.

2 - Grundlagen der Kristallisation

Ist der Unterschied der Löslichkeiten bei verschiedenen Temperaturen.
Beispiel: Wir haben 100 g Wasser bei 80 °C, das 60 g Substanz löst. Jetzt haben wir 100 g Wasser bei 15 °C, das 20 g Substanz löst. Wenn wir die bei 80 °C vorbereitete Lösung auf 15 °C abkühlen lassen, werden 60 g - 20 g = 40 g auskristallisieren.

3 - Was ist der Gewichtsprozentsatz einer Lösung?

Es ist der Quotient aus der Division der Masse der gelösten Substanz durch die Masse der Lösung, multipliziert mit 100.

23 - Was ist eine Legierung?

Es ist eine feste Lösung aus zwei oder mehr Metallen, die in der Regel durch deren Zusammenschmelzen erhalten wird.

24 - Nennen Sie zwei Beispiele für Legierungen

• Bronze: Kupfer und Zinn.
• Messing: Kupfer und Zink.

28 - Definieren Sie Volumen und Kapazität

• Volumen: Raum, den ein Körper einnimmt.
• Kapazität: Maß für das innere Volumen eines Behälters.

29 - Was sind die Einheiten für Volumen und Kapazität?

• Volumen: cm³
• Kapazität: ml / L

30 - Erklären Sie Volumen und Kapazität eines Reagenzglases (Abb. 87 und 88)

• Volumen: Raum, der von der Sonde (Pipette und Wände) besetzt wird.
• Kapazität: Maß für das innere Volumen der Probe.

31 - Warum sind die Einheiten cm³ und ml oft gleichgesetzt?

Der Grund dafür ist, dass 1 Liter das Volumen von 1 kg Wasser bei der Temperatur ist, bei der die Dichte am höchsten ist (ca. 4 °C).
Dieses Volumen beträgt 1,000028 dm³.

35 - Wie bestimmt man das Volumen eines kleinen Körpers unregelmäßiger Form?

Wasser wird in ein Reagenzglas gegeben und der Füllstand notiert. Dann wird der Körper in das Reagenzglas gegeben und der Anstieg des Wasserspiegels beobachtet. Die Differenz der Füllstände entspricht dem Volumen des Körpers.

38 - Was ist der Parallaxenfehler? (Abb. 21)

Ein Fehler, der auftritt, wenn man nicht senkrecht auf die Skala blickt.
Beispiel: Bei einer Uhr liegen die Zeiger nicht in derselben Ebene wie die Skala. Wenn man nicht senkrecht darauf blickt, liest man eine falsche Zeit ab.

39 - Wie vermeidet man den Parallaxenfehler?

Durch senkrechtes Blicken auf die Skala.

40 - Erklären Sie das Problem im folgenden Beispiel:

Der Vater sollte das Kind hochheben oder sich mit ihm so positionieren, dass es senkrecht auf die Uhr blicken kann, um den Parallaxenfehler zu vermeiden.

41 - Was ist die Dichte?

Ist das Verhältnis zwischen der Masse eines Körpers und dem Volumen, das er einnimmt.

52 - Was ist die relative Dichte?

Ist das Verhältnis der Dichte eines Stoffes zur Dichte eines Bezugsstoffes (z. B. Wasser). Es ist ein Dichteverhältnis.

57 - Was ist die Dichte einer Lösung?

Man teilt die Masse der Lösung durch ihr Volumen.

71 - Nennen Sie drei Faktoren, die die Auflösung eines Feststoffs in Wasser beeinflussen (Abb. 67 und 121)

• Die Zerkleinerung (Fragmentierung).
• Wärmezufuhr (erhöht die Löslichkeit und Geschwindigkeit).
• Bewegung (Rühren).

72 - Was ist das wichtigste Merkmal von Asbest?

Die Beständigkeit gegen hohe Temperaturen.

73 - Nennen Sie Verwendungszwecke von Asbest

Feuerfeste Kleidung (z. B. Feuerwehranzüge), Brandschutzvorhänge in Theatern, ...

74 - Welchen Nachteil hat Asbest?

Es ist krebserregend.

75 - Nennen Sie verschiedene Arten von Kolben

• Destillierkolben (Abb. 61)
• Messkolben (Abb. 60)
• Erlenmeyerkolben (kegelförmig) (Abb. 64)
• Saugflasche (Kitasato-Kolben) (Abb. 45)

77 - Beschreiben Sie einen Messkolben (Abb. 60)

Ein langes Rohr mit einer Markierung für ein bestimmtes Volumen.

80 - Wofür werden die verschiedenen Kolbenarten verwendet?

• Destillierkolben: Zum Destillieren.
• Messkolben: Zum Herstellen von Lösungen mit genauem Volumen. Er sollte nicht erhitzt werden, da sich das Glas ausdehnt und sein Volumen verändert.
• Erlenmeyerkolben: Als Auffanggefäß, zum Erhitzen von Lösungen, zum Titrieren (zusammen mit einer Bürette).

81 - Welche Art von Kolben sollte nicht erhitzt werden?

Der Messkolben.

82 - Warum sollten Messkolben nicht erhitzt werden?

Weil sich das Glas ausdehnt und sein Volumen verändert, was die Genauigkeit beeinträchtigt.

83 - Beschreiben Sie eine Wasserstrahlpumpe (Abb. 106)

Oben tritt Wasser ein. Seitlich wird die zu evakuierende Apparatur angeschlossen. Unten fließt das Wasser ab.

84 - Wofür wird eine Wasserstrahlpumpe verwendet?

Um ein Vakuum (Unterdruck) in einer Apparatur zu erzeugen.

85 - Nennen Sie Arten der Filtration

Es gibt zwei Arten:

• Normale Filtration (Schwerkraftfiltration).
• Vakuumfiltration (Unterdruckfiltration).

86 - Welche Geräte werden für die normale Filtration benötigt?

• Trichter
• Filterpapier
• Becherglas (oder Erlenmeyerkolben)
• Klemme
• Stativstange
• Stativfuß

88 - Welche Geräte werden für die Vakuumfiltration benötigt?

• Saugflasche (Kitasato-Kolben)
• Wasserstrahlpumpe
• Sicherheitsflasche

90 - Wofür wird die Sicherheitsflasche verwendet?

Wenn der Wasserfluss unterbrochen wird, wird verhindert, dass Wasser aus der Wasserstrahlpumpe in die Saugflasche zurückgesaugt wird und die filtrierte Substanz verunreinigt.

91 - Wie verwendet man einen Scheidetrichter?

Nachdem die zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten in den Scheidetrichter gegeben wurden, lässt man sie ruhen, damit sich die dichtere Flüssigkeit unten absetzt. Man öffnet den Hahn und lässt die dichtere Flüssigkeit in ein Gefäß ablaufen. Kurz bevor die weniger dichte Flüssigkeit den Hahn erreicht, schließt man diesen, um die beiden Flüssigkeiten zu trennen.

92 - Was bedeutet Extraktion?

Es ist die Trennung von nicht mischbaren Flüssigkeiten auf der Grundlage ihrer unterschiedlichen Dichten.

94 - Eigenschaften von Kakodyloxid

• Riecht sehr unangenehm (fauliger Geruch).
• Sehr giftige Substanz.
• Leicht entzündliche Flüssigkeit.

95 - Was geschah Bunsen bei seinen Experimenten mit Kakodyloxid?

Er wäre fast an Arsenvergiftung gestorben und verlor bei einer Explosion im Labor die Sehkraft auf einem Auge.

96 - Was ist ein Radikal?

Eine Atomgruppierung, die bei einer Reihe chemischer Reaktionen unverändert bleibt.

97 - Nennen Sie ein Beispiel für ein Radikal

98 - Welche Wissenschaftler erfanden das Spektroskop?

Bunsen und Kirchhoff.

99 - Was ist ein Reagenzglasständer?

Ein Gestell, in dem Reagenzgläser aufbewahrt oder fixiert werden können.

100 - Wie erhitzt man eine Flüssigkeit in einem Reagenzglas? (Abb. 110 und 111)

Das Reagenzglas sollte so ausgerichtet sein, dass die Öffnung weder auf einen Schüler noch auf den Experimentator zeigt. Langsam und vorsichtig erhitzen, nicht zum Kochen bringen.

101 - Beschreiben Sie eine Pipette

Ein langes Glasrohr, das an einem Ende spitz zuläuft. Sie kann graduiert sein (Messpipette) oder nur eine oder mehrere Markierungen haben (Vollpipette).

102 - Wie verwendet man eine Pipette?

Man saugt eine Flüssigkeitsprobe an, hält die Flüssigkeit durch Aufsetzen eines Fingers auf die obere Öffnung und lässt die Flüssigkeit durch leichtes Anheben des Fingers abtropfen.

103 - Beschreiben Sie eine Bürette

Ein langes, schmales Glasrohr, das graduiert ist und am unteren Ende einen Hahn hat, mit dem die Flüssigkeit tropfenweise oder in gewünschter Geschwindigkeit abgelassen werden kann.

104 - Wie verwendet man eine Bürette?

Nachdem die Bürette mit der Flüssigkeit gefüllt ist, kann diese durch Öffnen des Hahns in der gewünschten Geschwindigkeit abgelassen werden.

Modul 3: Jahreszeiten

1 - Was ist die Erdachse?

Es ist eine imaginäre gerade Linie, die durch das Zentrum der Erde verläuft und um die sich die Erde dreht. Die Schnittpunkte dieser Linie mit der Erdoberfläche sind die Pole (Nord- und Südpol).

2 - Wie nennt man die Bewegungen der Erdachse?

• Präzession
• Nutation

3 - Was ist der Äquator?

Ein Großkreis senkrecht zur Erdachse, der die Erde in zwei Hemisphären teilt: die Nordhalbkugel (nördliche Hemisphäre oder boreale Hemisphäre) und die Südhalbkugel (südliche Hemisphäre oder australische Hemisphäre).

4 - Was sind die Parallelen?

Kleinere Kreise parallel zum Äquator, deren Länge abnimmt, je näher man den Polen kommt.

5 - Was sind die Meridiane?

Halbkreise, die die Pole verbinden.

6 - Was sind geografische Koordinaten?

Das sind Zahlen, die es uns ermöglichen, jeden Punkt auf der Erdoberfläche zu lokalisieren.

7 - Nennen Sie die geografischen Koordinaten

• Breitengrad
• Längengrad

8 - Was ist der Breitengrad?

Ist der Winkelabstand eines Punktes auf der Erdoberfläche vom Äquator. Er wird in Grad entlang eines Meridians gemessen.

• Ein Punkt nördlich des Äquators: Nördlicher Breitengrad.
• Ein Punkt südlich des Äquators: Südlicher Breitengrad.

9 - Was ist der Längengrad?

Ist der Winkelabstand eines Punktes auf der Erdoberfläche vom Nullmeridian (Greenwich-Meridian). Er wird in Grad gemessen.

• Ein Punkt östlich des Nullmeridians: Östlicher Längengrad.
• Ein Punkt westlich des Nullmeridians: Westlicher Längengrad.

10 - Wie lauten die ungefähren geografischen Koordinaten von Logroño?

42° 30' N, 2° 30' W (ungefähr).

11 - Was ist der Breitengrad des Äquators?

0°

12 - Was sind die Breitengrade der Pole?

90° N und 90° S.

13 - Was ist der Nullmeridian?

Der Meridian, der durch Greenwich (London) verläuft.

14 - Was ist die Richtung der Erdrotation?

Sie ist von Westen nach Osten.

15 - Wie hoch ist die Rotationsgeschwindigkeit eines Punktes am Äquator in km/h?

Die Geschwindigkeit beträgt ca. 1666 km/h.

16 - Wie hoch ist die Bahngeschwindigkeit der Erde um die Sonne?

Ca. 30 km/s.

17 - Rechnen Sie 1666 km/h in km/s um

0,46 km/s.

18 - Rechnen Sie 30 km/s in km/h um

108.000 km/h.

19 - Was sind die Wendekreise?

Zwei Parallelen im Abstand von 23° 27' vom Äquator.

• In der Nordhalbkugel: Wendekreis des Krebses.
• In der Südhalbkugel: Wendekreis des Steinbocks.

20 - Was sind die Polarkreise?

Zwei Parallelen im Abstand von 23° 27' von den Polen.

• In der Nordhalbkugel: Nördlicher Polarkreis.
• In der Südhalbkugel: Südlicher Polarkreis.

21 - Was sind die Tagundnachtgleichen?

Es sind die Zeitpunkte im Frühling und Herbst, an denen Tag und Nacht auf der ganzen Erde annähernd gleich lang sind (ca. 12 Stunden Licht und 12 Stunden Dunkelheit).

22 - Wann finden die Tagundnachtgleichen statt?

• Frühlings-Tagundnachtgleiche: 20. oder 21. März.
• Herbst-Tagundnachtgleiche: 22. oder 23. September.

23 - Was sind die Sonnenwenden?

Es sind die Zeitpunkte im Sommer und Winter, an denen die größte Ungleichheit zwischen Tageslicht- und Nachtstunden herrscht.

• Im Sommer sind die Tage am längsten (Sonne steht senkrecht über dem Wendekreis des Krebses).
• Im Winter sind die Tage am kürzesten (Sonne steht senkrecht über dem Wendekreis des Steinbocks).

24 - Wann finden die Sonnenwenden statt?

• Sommersonnenwende: 20. oder 21. Juni.
• Wintersonnenwende: 21. oder 22. Dezember.

25 - Was ist die Ekliptik?

Es ist die elliptische Bahn, die die Erde um die Sonne beschreibt.

26 - Was ist eine Ellipse?

Eine geschlossene Kurve, bei der die Summe der Abstände von jedem Punkt der Kurve zu zwei festen Punkten (Brennpunkte genannt) konstant ist.

27 - Was ist der Winkel von 23° 27'?

Es ist der Winkel zwischen der Äquatorebene der Erde und der Ekliptikebene (der Bahnebene der Erde um die Sonne).

28 - Was sind die Klimazonen der Erde?

• 1. Heiße Zone (Tropen)
• 2. Nördliche gemäßigte Zone
• 3. Südliche gemäßigte Zone
• 4. Arktische Zone (Nordpolargebiet)
• 5. Antarktische Zone (Südpolargebiet)

29 - Nennen Sie die Grenzen der Klimazonen der Erde

• Heiße Zone: Zwischen dem Wendekreis des Krebses und dem Wendekreis des Steinbocks.
• Nördliche gemäßigte Zone: Zwischen dem Wendekreis des Krebses und dem Nördlichen Polarkreis.
• Südliche gemäßigte Zone: Zwischen dem Wendekreis des Steinbocks und dem Südlichen Polarkreis.
• Arktische Zone: Zwischen dem Nördlichen Polarkreis und dem Nordpol.
• Antarktische Zone: Zwischen dem Südlichen Polarkreis und dem Südpol.

30 - Wie lauten die Breitengrade der Polarkreise?

• Nördlicher Polarkreis: 66° 33' N
• Südlicher Polarkreis: 66° 33' S

31 - Wie groß ist der Winkelbogen der gemäßigten Zonen?

43° 06'.

32 - Was ist das Perihel?

Es ist der Punkt auf der Umlaufbahn eines Himmelskörpers (z. B. eines Planeten), an dem er der Sonne am nächsten ist.

33 - Was ist das Aphel?

Es ist der Punkt auf der Umlaufbahn eines Himmelskörpers (z. B. eines Planeten), an dem er am weitesten von der Sonne entfernt ist.

34 - Was ist das Perigäum?

Es ist der Punkt auf der Umlaufbahn eines Himmelskörpers (z. B. Mond, Satellit), an dem er der Erde am nächsten ist.

35 - Was ist das Apogäum?

Es ist der Punkt auf der Umlaufbahn eines Himmelskörpers (z. B. Mond, Satellit), an dem er am weitesten von der Erde entfernt ist.

36 - Was ist die Beziehung zwischen Perihel der Erde und Perigäum der Sonne? Was ist die Beziehung zwischen Aphel der Erde und Apogäum der Sonne?

Der Abstand zwischen Sonne und Erde im Perihel der Erde ist der minimale Abstand. Der Abstand zwischen Sonne und Erde im Aphel der Erde ist der maximale Abstand. Perigäum und Apogäum beziehen sich auf die Entfernung zur Erde.

37 - Wie hoch ist die Lichtgeschwindigkeit, wenn sie in einer Hundertstelsekunde 3.000 km zurücklegt?

300.000 km/s.

38 - Wie hoch ist der genaue Wert der Lichtgeschwindigkeit in km/s? Mit welchem Symbol wird sie dargestellt?

299.792,458 km/s.
Sie wird mit dem Symbol c dargestellt.

39 - Wie lange braucht das Sonnenlicht, um die Erde zu erreichen? (Durchschnittliche Entfernung: 150 Millionen km)

Ca. 8 Minuten und 20 Sekunden.

40 - Was ist ein Lichtjahr?

Es ist eine Längeneinheit. Es ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr im Vakuum zurücklegt.

41 - Was ist eine Astronomische Einheit (AE)?

Es ist die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne, die etwa 150 Millionen Kilometer beträgt.

42 - Was ist ein Parsec?

1 pc ≈ 3,26 Lichtjahre.
Es ist die Entfernung, von der aus der mittlere Abstand Erde-Sonne (1 AE) unter einem Winkel von einer Bogensekunde erscheint.

43 - Der Planet Sedna ist etwa 13 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt. Wie groß ist diese Entfernung in Astronomischen Einheiten (AE)?

Ca. 87 AE.

44 - Berechnen Sie die Entfernung zum Stern Wega (Alpha Lyrae) in Lichtjahren, wenn die Entfernung 257,5 × 10¹² km beträgt. (Details: 1 Jahr = 31.556.926 Sekunden; c = 299.792,458 km/s)

Ca. 27,2 Lichtjahre.

45 - Was ist ein Äon?

Ein sehr langer geologischer Zeitabschnitt, oft mehr als eine Milliarde Jahre (1.000.000.000 Jahre).

46 - Wie alt ist die Sonne?

Sie ist etwa 5 Äonen alt (ca. 5 Milliarden Jahre).

47 - Tabelle: Zusammenfassung der Jahreszeiten

(Siehe Fotokopie A)

48 - Welche drei Faktoren beeinflussen die Hitze des Sommers und die Kälte des Winters?

• 1. Abstand Erde-Sonne
• 2. Dauer des Tages (Tageslänge)
• 3. Einfallswinkel (Neigung) der Sonnenstrahlen

49 - Welcher dieser drei Faktoren hat den größten Einfluss auf die Jahreszeiten?

Der Einfallswinkel (Neigung) der Sonnenstrahlen.

50 - Wie beeinflusst der Abstand Erde-Sonne die Temperaturen im Sommer und Winter? Welcher häufige Fehler sollte vermieden werden?

Je näher die Erde der Sonne ist, desto mehr Wärme empfängt sie, was zu höheren Temperaturen führt. Je weiter die Erde von der Sonne entfernt ist, desto weniger Wärme empfängt sie, was zu niedrigeren Temperaturen führt.
Häufiger Fehler: Zu sagen, dass die Hitze des Sommers auf die Nähe zur Sonne zurückzuführen ist oder die Kälte des Winters auf die Entfernung von der Sonne. (Der Einfluss des Einfallswinkels ist größer).

51 - Tabelle: Bewegungen der Erde und ihre Folgen

52 - Was wäre, wenn die Erdachse nicht geneigt wäre?

Es gäbe keine Jahreszeiten. Überall auf der Erde gäbe es das ganze Jahr über ähnliche Bedingungen wie im Frühling oder Herbst (Tag und Nacht wären immer annähernd gleich lang).

53 - Im Buch Henoch heißt es, dass das Jahr 364 Tage hat. Diskutieren Sie diese Aussage.

Es ist unwahrscheinlich, dass die tatsächliche Länge des Jahres zu einer bestimmten Zeit in der Geschichte genau 364 Tage betrug. Die Länge des Jahres (Umlaufzeit der Erde um die Sonne) ist eine physikalische Konstante, die sich über menschliche Zeiträume hinweg kaum ändert. Die Idee, dass die Sonne Material gewinnt und die Erdanziehung stärker wird, ist wissenschaftlich nicht haltbar und würde die Umlaufbahn nicht so signifikant verändern, dass das Jahr genau 364 Tage hätte.

54 - Wie beeinflusst die Tageslänge die Temperaturen im Sommer und Winter?

Je länger der Tag im Sommer ist, desto länger kann die Sonne die Erdoberfläche und die unteren Atmosphärenschichten erwärmen, was zu höheren Temperaturen führt. Im Winter sind die Tage kürzer, die Sonneneinstrahlung ist geringer, was zu niedrigeren Temperaturen führt.
Dieses Argument ist korrekt, aber der Effekt des Einfallswinkels ist bedeutender. Die extremen Fälle sind die Polargebiete, wo es monatelang Tag oder Nacht gibt.

55 - Wie ist die Beleuchtungssituation in den Polargebieten?

Im Sommer der jeweiligen Halbkugel steht die Sonne in den Polargebieten höher am Himmel (wenn auch nie sehr hoch) und scheint monatelang. Im Winter steht die Sonne sehr tief oder gar nicht über dem Horizont, die Strahlen treffen sehr flach ein oder es herrscht monatelange Dunkelheit.

56 - Wie beeinflusst der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen die Temperaturen im Sommer und Winter?

Aufgrund der Neigung der Erdachse treffen die Sonnenstrahlen im Sommer steiler (direkter) auf die Erdoberfläche, wodurch die Energie auf eine kleinere Fläche konzentriert wird und es wärmer wird. Im Winter treffen die Strahlen flacher ein, die Energie verteilt sich auf eine größere Fläche, und es wird kälter.

57 - Nennen Sie einfache Versuche, um den Einfluss der drei Faktoren auf die Temperatur zu verstehen

Ein Beispiel mit einer Wärmequelle (z. B. einer Lampe oder Kerze):

• Halten Sie Ihre Hand in unterschiedlichem Abstand zur Wärmequelle. (Simuliert den Abstand Erde-Sonne)
• Halten Sie Ihre Hand unterschiedlich lange in die Nähe der Wärmequelle. (Simuliert die Tageslänge)
• Halten Sie Ihre Hand in unterschiedlichen Winkeln zur Wärmequelle. (Simuliert den Einfallswinkel der Sonnenstrahlen)

58 - Was wissen Sie über Eratosthenes von Kyrene?

Fakten über diesen Gelehrten:

• War Astronom.
• Schüler von Archimedes.
• Seine Zeitgenossen nannten ihn "Beta" (weil er angeblich in keinem Fach der Beste war, aber in vielen der Zweitbeste).
• In der Mathematik ist er bekannt für das Sieb des Eratosthenes (zur Bestimmung von Primzahlen).
• War Direktor der Bibliothek von Alexandria.
• Ist berühmt dafür, den Erdumfang mit bemerkenswerter Genauigkeit berechnet zu haben, nur mit einem Stock und der Kenntnis des Abstands zwischen zwei Städten.
• War auch Geograph, Historiker und Schriftsteller.
• Starb im Alter von etwa 80 Jahren, um 194 v. Chr. (nicht 300 v. Chr.). Er soll freiwillig gestorben sein, nachdem er erblindet war.