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Technische Zusammenhänge analysieren - Beispiel 3
Instruktionen
Beispiel 1
Beispiel 2
Beispiel 3
Die Abbildung zeigt zwei Thermometer – noch ohne Temperaturskala. Sie sind beide mit der gleichen Flüssigkeit gefüllt und auch die Flüssigkeitsmenge ist gleich. Sie haben gleich lange Steigrohre. Beim linken Thermometer hat das Steigrohr aber einen kleineren Querschnitt als beim rechten Thermometer.

Angenommen, die beiden Temperaturskalen werden korrekt ergänzt; sie beginnen bei beiden Steigrohren in der gleichen Höhe und enden in der gleichen Höhe. Beide Thermometer werden nur bei Temperaturen verwendet, für die sie geeignet sind.
Welche der beiden Aussagen ist oder sind dann richtig?
I. Mit dem linken Thermometer kann man Temperaturerhöhungen weniger genau messen als mit dem rechten.
II. Das rechte Thermometer erfasst einen größeren Temperaturbereich als das linke.
Schwierigkeit: hoch
Lösung
Wenn die Temperatur um x Grad erhöht wird, dehnt sich die Flüssigkeit in beiden Thermometern um das gleiche Volumen aus. Diese Vergrößerung des Flüssigkeits-volumens führt beim linken Thermometer aber zu einem stärkeren Anstieg der Flüssigkeit im Steigrohr. Weil der Querschnitt des Steigrohrs beim linken Thermometer kleiner ist als beim rechten, führt eine definierte Temperaturänderung hier generell zu einer stärkeren Veränderung des Flüssigkeitsstandes als beim rechten Thermometer. Daher können Temperaturänderungen mit dem linken Thermometer genauer gemessen werden als mit dem rechten. Aussage I ist daher falsch.
Da sich eine Temperaturerhöhung beim rechten Thermometer weniger stark auf den Flüssigkeitsstand im Steigrohr auswirkt als beim linken, können mit dem rechten Thermometer größere Temperaturänderungen gemessen werden. Das rechte Thermometer erfasst somit einen größeren Temperaturbereich. Aussage II ist daher richtig.
Bei dieser Aufgabe ist die Lösung deshalb
B.
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