Teilchenmodell und Aggregatzustände

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Zur Bedienung

Die didaktische DVD startet automatisch. Der Vorspann kann mit der Enter- oder der Skip-Taste an der Fernbedienung oder durch einen Mausklick am PC über-sprungen werden.Mit den Pfeiltasten auf der Fernbedie-nung können Sie die Menüpunkte (z. B. Filme, Sequenzen, Grafiken, Animationen) ansteuern und mit Enter starten. Auch die Buttons am unteren Bildschirmrand steuern Sie mit den Pfeiltasten an und rufen diese mit Enter auf:• DerButton„Hauptmenü“ führt zu-

rück zum Hauptmenü.• DerButton„zurück“ führt zum je-

weils übergeordneten Menü.• DiemeistenBildschirmtafelnbieten

denButton„Info ein“bzw.„Info aus“, über den Sie Zusatzinformati-onen ein-/ausblenden können.

• SteheninnerhalbeinesMenüpunktesmehrere Grafiken zur Verfügung, könnenSiemitdenButtons„>“ und „<“ zwischen diesen Bildern oder Grafiken vor- und zurückblättern.

• AusdemlaufendenFilmodereinerlaufenden Filmsequenz gelangen Sie mit der Taste Menu oder Title der Fernbedienung wieder in das Aus-gangsmenü zurück.

Bezug zu Lehrplänen und Bildungsstandards

Die Schülerinnen und Schüler• beschreibenmodellhaftdensubmi-

kroskopischen Bau ausgewählter Stoffe (Aggregatzustände auf Basis des Dalton-Teilchenmodells),

• verwenden Bindungsmodelle zur Interpretation von Teilchenaggrega-tionen, räumlichen Strukturen und zwischenmolekularen Wechsel- wirkungen,

• erklärendieVielfaltderStoffeaufderBasis unterschiedlicher Kombinatio-nen und Anordnungen von Teilchen,

• erhebenbeiUntersuchungen,insbe-sondere in chemischen Experimenten, relevante Daten oder recherchieren sie,

• beschreiben,veranschaulichenodererklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und/ oder mit Hilfe von Modellen und Darstellungen,

• protokollierendenVerlaufunddieErgebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form (Experiment zur Ermittlung der Siede-temperatur von Wasser).

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Zum Inhalt

Fest, flüssig, gasförmig – Alles besteht aus Teilchen (Film 14 min)Nach dem Dalton-Teilchenmodell beste-hen alle Stoffe aus nicht sichtbaren ku-gelförmigen Teilchen, zwischen denen Anziehungskräfte herrschen. Im Film wird am Beispiel des Wassers im Schwimmbad deutlich gemacht, dass Stoffe in drei verschiedenen Aggregat-zuständen vorliegen können: fest, flüssig und gasförmig. Die verschiedenen

Aggregatzustände sind abhängig von der Temperatur des Stoffes. Verringert man die Temperatur, entzieht man den Teilchen Energie, so dass sie langsamer werden und schließlich ihre Plätze nicht mehr verlassen können. Führt man den Teilchen durch Wärme Energie zu, beschleunigt sich ihre Bewegung: die Stoffe werden flüssig und schließlich gasförmig.

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Menü „Fest, flüssig, gasförmig – Alles besteht aus Teilchen“ (Sequenzen)Teilchenmodell (Filmsequenz 2:30 min)Alle Stoffe lassen sich durch das Dalton-Teilchenmodell beschreiben. Sie beste-hen aus nicht sichtbaren kugelförmigen Teilchen. Die Teilchen sind immer in Be-wegung. Je höher die Temperatur, desto schneller bewegen sie sich. Die Eigen-schaften der Teilchen bestimmen also die Eigenschaften des Stoffes.

Aggregatzustände (Filmsequenz 3:10 min)Am Beispiel Wasser im Schwimmbad wird verdeutlicht, dass Stoffe in drei Aggregatzuständen vorliegen können: fest, flüssig und gasförmig. Dies lässt

sich anhand des Teilchenmodells erklä-ren. Bei festen Stoffen liegen die Teilchen wegen der starken Wirkung ihrer Anzie-hungskräfte in fester Ordnung sehr nah beieinander. Bei Flüssigkeiten wirken die Anziehungskräfte schwächer. Die Teilchen können ihren Platz verlassen. Im Gas wir-ken keine Anziehungskräfte zwischen den Teilchen, sie bewegen sich frei.

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Übergänge zwischen Aggregatzuständen (Filmsequenz 7:50 min)Am Beispiel von Wasser im Schwimmbad verdeutlicht die Sequenz die unter-schiedlichen Übergänge der Aggregat-zustände: Erstarren, Schmelzen, Ver-dampfen, Kondensieren, Sublimation und Resublimation. Es wird gezeigt, dass die verschiedenen Aggregatzustände

eines Stoffes abhängig von seiner Tem-peratur sind. Bei niedriger Temperatur wird den Teilchen Wärmeenergie ent- zogen. Dadurch werden sie langsamer. Wirken die Anziehungskräfte zwischen den Teilchen so stark, dass diese ihre Plätze nicht mehr verlassen können, ist der Stoff erstarrt. Wird den Teilchen Wärmeenergie zugeführt, so beschleunigt sich ihre Bewegung. Die Anziehungs-kräfte zwischen den Stoffen wirken im-mer schwächer. Der Stoff wird flüssig und schließlich gasförmig. Die lebens-nahen Realbilder werden ergänzt durch anschauliche Animationen.

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Menü „Teilchenmodell und Aggregatzustände“ (Grafik / Animationen)Teilchenmodell und Aggregatzustände (Grafik)Die Darstellung von Stoffen als Teilchen erlaubt eine vereinfachte Erklärung der Aggregatzustände und der Übergänge zwischen ihnen. Die Beschriftung der Grafik kann beliebig ein- oder ausge-blendet werden, so dass die Benennung der einzelnen Zustände und Übergänge durch die Schülerinnen und Schüler im Unterricht (ggf. auch am interaktiven Whiteboard) erfolgen kann.

Erstarren / Schmelzen (Animation 1:50 min)In einer Flüssigkeit haben die Teilchen keine feste Ordnung, tauschen ihre Plät-ze und verschieben sich gegenseitig. Geht Wärmeenergie aus dem Stoff in die Um-gebung über, wird die Bewegung lang-samer. Die Anziehungskräfte zwischen den Teilchen wirken so stark, dass die Teilchen einen festen Platz einnehmen und sich kaum bewegen. Diesen Vorgang nennt man Erstarren. Ist die Umgebung wärmer als der Stoff, geht Energie auf den Stoff über. Die Bewegung der Teilchen nimmt zu. Die Anziehungskräfte können die Teilchen nicht mehr auf ihren Plätzen halten. Der Stoff schmilzt.

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Verdampfen / Kondensieren (Animation 1:40 min)Beim Verdampfen einer Flüssigkeit geht Wärmeenergie aus der Umgebung auf den flüssigen Stoff über. Die Teilchen nehmen die Energie auf und bewegen sich stärker. Die Wirkung der Anzie-hungskräfte lässt nach, so dass sich die Teilchen im gasförmigen Zustand frei und ziellos im Raum bewegen. Prallen die Teilchen bei ihrer Bewegung gegen eine Oberfläche, die kälter ist als sie selbst, geht Wärmeenergie auf diese Oberfläche über. Die Teilchen werden durch den Energieverlust langsamer und verbleiben an der Oberfläche wo sie sich zu Tropfen sammeln. Dieser Vorgang wird Kondensation genannt.

Sublimieren / Resublimieren (Animation 1:40 min) Manche Feststoffe gehen direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über. Führt man dem Feststoff Wärmeenergie zu, fangen die Teilchen an, sich sehr stark zu bewegen und verlassen ihre Plätze schlagartig. Die Anziehungskräfte zwi-schen den Teilchen gehen dabei völlig verloren. Diesen Vorgang nennt man Sublimation. Beim umgekehrten Vorgang, der Resublimation, fliegen die Teilchen zunächst ungeordnet hin und her und prallen gelegentlich an kältere Oberflä-chen. Hier geht ihre Energie auf die Ober-fläche über und ihre Bewegung nimmt schlagartig ab. Die Teilchen lagern sich als Feststoff an der Oberfläche an.

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Verwendung im Unterricht

Die Inhalte der DVD können im Unterricht von der Lehrkraft an geeigneten Stellen präsentiert werden. Den Schülerinnen und Schülern kann im Computerraum jedoch auch die Möglichkeit gegeben werden, sich allein oder in Gruppen mit einzelnen Themenbereichen auseinander-zusetzen. Das umfangreiche Arbeitsma-terial im ROM-Teil der DVD kann für eine eigenständige Erarbeitung der Inhalte genutzt werden.Folgende Themenschwerpunkte werden behandelt:• EigenschaftenvonWasser• Dalton-Teilchenmodellund

Aggregatzustände• CharakteristischeAnordnungen

von Teilchen in verschiedenen Aggregatzuständen

• ÜbergängederAggregatzustände• Schmelz-undSiedetemperaturals

Kenneigenschaften von Stoffen• Schmelz-SiedekurvevonWasser• TemperaturverlaufbeimErwärmen

von WasserDie didaktische DVD bietet eine Vielzahl an unterschiedlichen Medien, die in ver-schiedenen Unterrichtseinheiten einge-setzt werden können. Es ist hilfreich, sich zunächst die Programmstruktur zur

Hand zu nehmen, die einen guten Über-blick über die auf der DVD vorhandenen Medien gibt. Mit dem im ROM-Teil ent-haltenen Arbeitsmaterial kann der Film sehr viel intensiver ausgewertet werden, als dies beim Betrachten des bewegten Bildes möglich ist.

Methodische HinweiseIm ROM-Teil der DVD stehen die Arbeits-blätter und der Filmkommentar auch als Word-Dokumente zur Verfügung. Sie können so der jeweiligen Unterrichts- intention oder entsprechend der eigenen Vorstellungen und Erfordernisse ange-passt werden. Die Arbeitsblätter liegen sowohl als PDF- als auch als Word-Dateien vor:• DiePDF-Dateien können ausge-

druckt werden.• DiePDF-Dateien zum Ausfüllen

können direkt am Computer ausge-füllt, abgespeichert und ausgedruckt werden.

• DieWord-Dateien(imOrdner„Ar-beitsmaterial/Word_Dateien“) kön-nen bearbeitet und so an die Unter-richtssituation angepasst werden.

Das Materialangebot des ROM-Teils er-öffnet Chancen für einen stärker schü-lerzentrierten, kreativen und ergebnis- orientierten Chemie-Unterricht.

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Arbeitsmaterial

Auf der DVD stehen Ihnen Hinweise zur Verwendung im Unterricht, eine an-schauliche Interaktion, Arbeitsblätter (mit Lösungen) und ein umfangreiches Angebot an weiteren ergänzenden Ma-terialien zur Verfügung (siehe Tabelle). Um die Arbeitsmaterialien zu sichten und auszudrucken, legen Sie die DVD in das DVD-Laufwerk Ihres Computers ein und öffnen Sie im Windows-Explorer den Ordner„Arbeitsmaterial“.DieDatei„In-haltsverzeichnis“ öffnet die Startseite.

Über diese können Sie bequem alle Arbeitsmaterialien aufrufen. Die Mate-rialien stehen in der Regel als PDF- Dokumente zur Verfügung. Am unteren Rand der aufgerufenen Seiten finden Sie Buttons („Inhaltsverzeichnis“ und„Startseite“),dieIhnendasNavigierenerleichtern. Die Buttons erscheinen nicht im Ausdruck. Um die PDF-Dateien lesen zu können, benötigen Sie den Adobe ReaderimOrdner„Adobe“.

Ordner Materialien

Verwendung im Unterricht Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht

Arbeitsblätter 3 Arbeitsblätter (z. T. mit Lösungen; als PDFs zum Ausfüllen)• fest–flüssig–gasförmig• Aggregatzustände• Versuch:TemperaturverlaufbeimErwärmenvonWasser

Grafiken 1 Grafik (in 3 Ausführungen):Aggregatzustände und ihre Übergänge

Filmkommentar Kommentartext zum Unterrichtsfilm

Begleitheft Begleitheft zur DVD

Programmstruktur Übersicht über den Aufbau der DVD

Weitere Medien Informationen über ergänzende FWU-Medien

Links kommentierte Linksammlung zum Thema

Übersicht der Arbeitsmaterialien im DVD-ROM-Teil:

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Programmstruktur

Untermenüs Hauptmenü

Arbeitsmaterial (im ROM-Teil der DVD)

Legen Sie die DVD in das DVD-Laufwerk Ihres Computers und öffnen Sie im Windows-Explorer den Ordner Arbeitsmaterial. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite.

Teilchenmodell und Aggregatzustände Fest, flüssig, gasförmig – Alles besteht aus Teilchen Film 14 min

Fest, flüssig, gasförmig – Alles besteht aus Teilchen Sequenzen

Teilchenmodell und Aggregatzustände Grafik/Animationen

Arbeitsmaterial

Verwendung im Unterricht 3 Arbeitsblätter 1 Grafik (in 3 Ausführungen) Filmkommentar Begleitheft Programmstruktur Weitere Medien Links

Teilchenmodell und Aggregatzustände

Teilchenmodell und Aggregatzustände Grafik

Übergänge zwischen Aggregatzuständen

Erstarren / Schmelzen 1:50 min

Verdampfen / Kondensieren 1:40 min

Sublimieren / Resublimieren 1:40 min

Fest, flüssig, gasförmig Alles besteht aus Teilchen

Sequenzen

Teilchenmodell 2:30 min

Aggregatzustände 3:10 min

Übergänge zwischen Aggregatzuständen 7:50 min

Programmstruktur

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Produktionsangaben Teilchenmodell und Aggregatzustände (DVD)

ProduktionFWU Institut für Film und Bild, 2011

DVD-KonzeptDr. Maike Schuchmann

DVD-Authoring und Designmastering studio münchen GmbHim Auftrag des FWU Institut für Film, 2011

ArbeitsmaterialPetra Reinold,Svenja Weiß

AnimationenHeike Gewehre-synergy

BegleitheftChristina Loock,Svenja Weiß

FachberatungUlrich Hammon

Pädagogische Referenten im FWUAnne Berkmüller,Daniel Schaub

Produktionsangaben zum Film„Fest, flüssig, gasförmig – Alles besteht aus Teilchen“

ProduktionMatthias Seitz

im Auftrag desFWU Institut für Film und Bild, 2011

Buch & RegieMarkus Seitz

KameraUwe TautenhahnFrank Erftemeier

AnimationenHeike Gewehre-synergy

SchnittFrank Erftemeier

SprecherinCordula Senfft

RedaktionAnne Berkmüller

Besonderer Dank anUniversität KasselFachgebiet ChemiedidaktikProf. Dr. David-S. di FucciaKurhessentherme Kassel

Nur Bildstellen/Medienzentren:öV zulässig

© 2011 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D-82031 Grünwald Telefon (089) 6497-1 Telefax (089) 6497-240 E-Mail info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet www.fwu.de

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46 02772Teilchenmodell und AggregatzuständeZur Erklärung des Aufbaus von Materie kann man das Teilchenmodell nutzen. Einfache Phänomene wie zum Beispiel die Aggregatzustände werden damit verständlich. Die didaktische DVD vermittelt anhand lebensnaher Beispiele und anschaulicher Animati-onen, wie man sich die Struktur fester, flüssiger und gasförmiger Stoffe vereinfacht vorstellen kann und wie durch Zufuhr oder Entzug thermischer Energie Übergänge zwischen den Aggregatzuständen stattfinden. Im ROM-Teil der DVD stehen Arbeits-blätter, didaktische Hinweise und weitere ergänzende Unterrichtsmaterialien zur Verfügung.

FWU Institut für Film und Bild

in Wissenschaft und Unterricht

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Geiselgasteig

Bavariafilmplatz 3

82031 Grünwald

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Telefax +49 (0)89-6497-240

info@fwu.de

www.fwu.de

www.fwu-shop.deBestell-Hotline: +49 (0)89-6497-444vertrieb@fwu.de

Lehrprogrammgemäß

§ 14 JuSchG

Schlagwörter: Aggregatzustand, Eis, Erstarren, Feststoff, Flüssigkeit, Gas, Jod, John Dalton, Kondensation, Reinstoff, Resublimation, Schmelzen, Schmelz-Siede-Kurve, Siedetemperatur, Stickstoff, Sublimation, Temperatur, Verdampfen, Wärmeenergie, Wasser, Wasserdampf, Wechselwirkung

Systematik: Chemie Physikalische Chemie Bindung, Struktur,

Eigenschaften Angewandte Chemie Chemie in Alltag und

UmweltPhysik Wärmelehre Temperatur, Wärmemengen,

Aggregatzustände, Lösungen

Erscheinungsjahr: 2011Laufzeit: 14 minSequenzen: 3Animationen: 3Grafik: 1Sprache: Deutsch

DVD-ROM-Teil: UnterrichtsmaterialienArbeitsblätter: 3 (z. T. mit Lösung, z. T. als PDF

zum Ausfüllen)Adressaten: Allgemeinbildende Schule

(Klasse 5 - 7)

GEMA-FREI

Systemvoraussetzungen bei Nutzung am PC:

DVD-Laufwerk und DVD-Player-Software, empfohlen für Windows ME/2000/XP/

Vista/Windows 7

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