Cool Physics – Methoden der Kühlung in Haushalt und Technik

Johannes Gutenberg-Universität Mainz Institut für Physik Schülerprojekt

15. Dezember 2014 Cool Physics 2

• Einführung „Eine kurze Geschichte der Kühlung“ • Organisatorisches • Durchführung von drei Stationen (jeweils 50min) • Mittagspause • Durchführung der letzten Station • Abschlussbesprechung • Ausblick • Rückmeldung

• Heimweg mit dem Bus ab ca. 14 Uhr

Tagesablauf (mit grobem Zeitplan)

3 15. Dezember 2014 Cool Physics

08:30 – 08:45 Uhr 08:45 – 09:00 Uhr 09:00 – 11:45 Uhr 11:45 – 12:30 Uhr 12:30 – 13:30 Uhr 13:30 – 14:00 Uhr

Eine kurze Geschichte der Kühlung

4 15. Dezember 2014 Cool Physics

• Antike • Natürliche Quellen zum Kühlen • Eis aus den Bergen • Reger Handel mit Eis

• Mittelalter • Verwendung chemischer Reaktionen:

Salpeter und Wasser

• Industrialisierung • Erzeugung von künstlichem Eis (1755) • Entwicklung der ersten Kältemaschine (1834)

Von der Antike bis zur Neuzeit

• Eine kurze Geschichte der Kühlung

5 15. Dezember 2014 Cool Physics

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0c/Cullen_William.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/Jacob_Perkins.jpg

William Cullen (1710 – 1790)

Jacob Perkins (1766 – 1849)

• Eis zum Kühlen weiterhin Alltag • Carl von Linde (1842-1934) • Lehrte Theorie für Kältemaschinen in München • Entwickelte zuverlässige Kältemaschine (1876) • Herstellung von flüssiger Luft (1895)

• Jean Charles Athanase Peltier (1785-1845)

• Artikel über Temperaturanomalien an Kon- taktstellen elektrischer Leiter (1834) • Bestätigung durch Emil Lenz (1838)

Nach der industriellen Revolution

• Eine kurze Geschichte der Kühlung

6 15. Dezember 2014 Cool Physics

http://heureka-stories.de/_documents/Linde_1872.jpg http://heureka-stories.de/_documents/Linde%20Anlage%201899.JPG

Carl von Linde (1842 – 1934)

Luftverflüssiger von 1899

• Ab Mitte 19. JH: • Verwendung von Eisschränken • „Eismänner“ war ein verbreiteter Beruf • 1918: Erste 67 „Kühlschränke“ für Privathaushalte

Die Entwicklung im um etwa 1900

• Eine kurze Geschichte der Kühlung

7 15. Dezember 2014 Cool Physics

http://www.radiomuseum.org/museum/d/historische-kleinkaelte-scharfenstein-veb-dkk-drebach/images/historische_kleinkaelte_scharfenstein_drebach_121004_03.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Scharfenstein_1937.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Bundesarchiv_Bild_183-47890-0001%2C_Berlin%2C_Kinder_mit_dem_Eismann.jpg

Eisschrank im Museum für historische Kleinkälte in Scharfenstein (Sachsen)

Lagerhalle der DKK GmbH Scharfenstein von 1937 Eismann um 1950

• Bis 1926 Verwendung von Ammoniak als Kühlmittel • Vorschlag der Verwendung von FCKW

• 40er und 50er Jahre:

• Kollektives Kühlen in speziellen Gemeinschaftsgebäuden

• Zunehmende Versorgung mit Elektrizität • Massenproduktion von Kühlschranken • Aus Luxusgut wird Alltagsgegenstand

1950: drei Monatslöhne 1960: 2 3⁄ eines Monatslohns

Das 20. Jahrhundert

• Eine kurze Geschichte der Kühlung

8 15. Dezember 2014 Cool Physics

http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File%3AEerste_co%C3%B6peratieve_diepvrieskluis_in_de_Alblasserwaard_Weeknummer%2C_56-25_-_Open_Beelden_-_13421.ogv

• 1970 FCKW ist meistverwendetes Kühlmittel • Molina und Rowland:

• Aufstellung der FCKW-Ozon-Hypothese 1974 Nobelpreis für Chemie (1995)

• Montreal-Protokoll (1987)

• Verringerung der ozonschädigenden Stoffe

• „FCKW-Halon-Verbots-Verordnung“ • 1991 erfolgte Verbot für FCKW in allen Neugeräten

Die Gefährdung durch FCKW

• Eine kurze Geschichte der Kühlung

9 15. Dezember 2014 Cool Physics

http://www.general-anzeiger-bonn.de/img/ga-thema/crop1451501/1363775703-cw400-w400/Mario-J.jpg

Molina und Rowland (1974)

• Zitat von Francis Bacon (1669):

Warum sich mit Kühlung befassen?

• Eine kurze Geschichte der Kühlung

10 15. Dezember 2014 Cool Physics

Wärme erhält man viel leichter als Kälte. Ein Feuer kann entzündet und leicht aufrechterhalten werden. Der Kälte muss man nachlaufen, auf den Höhen der Berge, in Erdhöhlen, tiefen Kellern, oder man muss auf sie warten, bis sie da ist, auch dann lässt sie sich nicht halten.

Organisatorisches

11 15. Dezember 2014 Cool Physics

• Essen und Trinken nur auf dem Gang erlaubt

• Einhaltung von Sicherheitshinweisen

• Pfleglicher Umgang mit Geräten

Regeln im Demonstrationspraktikum

• Organisatorisches

12 15. Dezember 2014 Cool Physics

• Pro Station zwischen 45 und 50 Minuten • Immer zwei Gruppen parallel in einem Raum • Raumwechsel im Uhrzeigersinn • An drei Stationen gibt es zur Unterstützung

„Stationshandbücher“ • Arbeitsblätter:

• Bedeutung der Symbole:

Weitere Informationen und Hilfen im Handbuch

Hinweise zu Gefährdungen im Handbuch lesen und beachten

Ablauf der Stationen

• Organisatorisches

13 15. Dezember 2014 Cool Physics

• Am Ende jeder Station: „Rückmelde-Dart“

• Jeder setzt pro „Kuchenstück“ ein Punkt • Blau für Jungen • Rot für Mädchen

• Je näher der Punkt an der Mitte, desto besser ist die Bewertung

• Ganz wichtig: ehrliche Rückmeldung

Rückmeldung und Abschluss

• Organisatorisches

14 15. Dezember 2014 Cool Physics

Einteilung der Gruppen

• Organisatorisches

15 15. Dezember 2014 Cool Physics

Gruppenname Namen der Schülerinnen und Schüler

EL1 Bonita, Isabelle, Timothy, Paul

EL2 Lukas, Leon, Josefine

OP1 Cara, Fabienne, Robert

OP2 Eva, Cleo, Alexander R.

EO Christopher, Kimia, Alexander E.

M Atrin, Jan-Philipp, Luca