Arbeitsblatt rund um Dichte und Volumeneinheiten

… frisch dem PC ent­sprun­gen und im Blog für die Indi­zie­rung durch Such­ma­schi­nen frei­ge­ge­ben. Für die Kon­ser­ven­nut­zer gibt es das Blätt­chen natür­lich auch als Open­Of­fice- oder Word-Doku­ment. Bit­te die Crea­ti­ve-Com­mons-Lizenz beachten…


Die Dich­te von Stof­fen berechnen

Das glei­che Volu­men unter­schied­li­cher Stof­fe kann eine ganz unter­schied­li­che Mas­se besit­zen. Daher emp­fin­den wir z.B. Queck­sil­ber als „schwer“ und Was­ser im direk­ten Ver­gleich dazu als „leicht“.

Wäre es mög­lich, von jedem Stoff genau einen cm³ (= 1mL) abzu­tren­nen und auf eine Waa­ge zu legen, könn­te man eine bestimm­te Mas­se ablesen.

Bsp.: 

1cm3 Eisen wiegt 7,86g

1cm3 Was­ser wiegt 1g

Anders for­mu­liert:

Eisen wiegt pro cm³ 7,86g. Es besitzt eine Dich­te von 7,86g/cm3 (7,86g pro 1cm3)

Was­ser wiegt pro cm³ 1g. Es besitzt eine Dich­te von 1g/cm3 (1g pro 1cm3)

Dich­te:

Die Dich­te ρ ent­spricht dem Zah­len­wert der Mas­se von 1cm3 eines Stof­fes – oder mathe­ma­tisch ausgedrückt:

ρ = m / V [g/cm3]

(Dich­te gleich Mas­se in Gramm durch Volu­men in Kubikzentimeter)

Trägt man die Mas­se eines Stof­fes auf der y‑Achse und sein Volu­men auf der x‑Achse eines Dia­gram­mes auf, ergibt sich eine Gera­de, die umso stei­ler ist, je grö­ßer die Dich­te eines Stof­fes wird. Hier ein Bei­spiel­dia­gramm für Sand und Was­ser aus einem Schü­ler­ex­pe­ri­ment, inklu­si­ve Regres­si­on und Bestimmtheitsmaß.

Die Dich­te von eini­gen Stoffen

Stoff Dich­te [g/cm3] Stoff Dich­te [g/cm3]
Gold 19,3 Blei 11,36
Kup­fer 8,9 Mes­sing 8,5
Eisen 7,86 Zink 7,13
Zinn 7,29 Alu­mi­ni­um 2,7
Glas 2,5 Beton 1,8–2,4
Gra­phit 2,1 Zie­gel 1,9
Hart­gum­mi 1,2 Buchen­holz 0,73
Kork 0,25 Sty­ro­por 0,03
Salat­öl 0,9 Spi­ri­tus 0,83
Ben­zin 0,7

Auf­ga­be 1:

Berech­ne anhand der obi­gen Tabel­le, wie viel Mas­se das ange­ge­be­ne Volu­men der jewei­li­gen Stof­fe wiegt:

(a) 1cm3 Zink

(b) 1m3 Zink 

© 10cm3 Eisen 

(d) 5cm3 Aluminium

(e) 30cm3 Glas 

(f) 2cm3 Messing 

(g) 1km3 Styropor 

(h) 2 Liter (dm3) Ben­zin

Auf­ga­be 2:

Der Scheich von Per­si­en wünscht eine Kegel­ku­gel aus mas­si­vem Gold mit einem Volu­men von 5000cm3. Die ange­frag­te Fir­ma lehnt mit dem Hin­weis auf die zu hohe Mas­se ab. Hat die Fir­ma Recht?

Auf­ga­be 3:

Ein Tank­wa­gen darf maxi­mal 5t Ben­zin trans­por­tie­ren. Die Raf­fi­ne­rie pumpt 6000 Liter Ben­zin in den Tank. Ist der Tank­wa­gen nun über­la­den oder nicht?

Frühlings Erwachen, Aufklärungsszene

Frau Berg­mann Denk dir, Wend­la, die­se Nacht war der Storch bei ihr und hat ihr einen klei­nen Jun­gen gebracht.

[…]

Wend­la Ein Mann, Mut­ter – drei­mal so groß wie ein Och­se! – mit Füßen wie Dampfschiffe…!

Frau Berg­mann (ans Fens­ter stür­zend) Nicht mög­lich! – Nicht möglich! -

2. Akt, 2. Szene

Die­se bei­den Text­stel­len ste­hen nicht zusam­men, son­dern sind durch ca. eine Sei­te Text eines recht sprung­haf­ten Dia­lo­ges von­ein­an­der getrennt. Schü­ler, 9. Klas­se (sinn­ge­mäß):

Also Wend­la macht doch hier genau das Glei­che, was die Mut­ter mit ihr macht. Sie tischt ihr eine Lügen­ge­schich­te auf und an der Mut­ter lässt sich erken­nen, wie eine nor­ma­le Reak­ti­on dar­auf aus­se­hen muss: Unglau­ben. Span­nend ist doch auch, dass Wend­la hier einen Rol­len­wech­sel vor­nimmt: Sie han­delt wie ihre Mut­ter, spie­gelt qua­si ihr Verhalten.“

Tat­säch­lich klärt Frau Berg­mann ihre Toch­ter nicht auf, sie bekommt die „Influ­en­za“ (Schwan­ger­schaft) , die durch Frau Schmit­ter „geheilt“ (Abtrei­bung) wer­den muss – an den Fol­gen die­ser „Hei­lung“ (Infek­ti­on) wird Wend­la sterben.

Da wir uns dem The­ma Inter­pre­ta­ti­on erst lang­sam nähern, hat mich ins­be­son­de­re die­ser für mich sehr neue Denk­an­satz zum „Kna­cken der Sze­ne“ umge­hau­en – so sehr, dass ich ihn hier ein­fach fest­hal­ten muss.

Ich kann den Text für eine leis­tungs­star­ke 9. Klas­se immer wie­der emp­feh­len, weil man sich in dem betref­fen­den Alter noch heu­te „so ver­hält“ wie teil­wei­se die Figu­ren des Dra­mas. Und wie man sieht, lässt sich dar­an eine Men­ge zei­gen, weil es ein­fach inhalt­lich, sprach­lich und for­mal schön geschrie­ben ist.

Blog reloaded

Schon vor eini­ger Zeit habe ich ange­fan­gen, Blogs für schu­li­sche Zwe­cke zu nut­zen. Damals habe ich das Blog nur für eine Klas­se durch ein Plug­in (mem­ber­son­ly) ver­ram­melt, sodass nie­mand außer den regis­trier­ten Nut­zern dar­auf zugrei­fen konn­te. Ich hat­te dann vor, gemein­sam mit der Klas­se beson­ders her­aus­ra­gen­de Tex­te aus­zu­wäh­len und in einem Extrablog zu ver­öf­fent­li­chen – Schnapsidee.

Erst­mal setzt man so ein Extrablog eh nicht neben­bei mal so auf und zwei­tens wäre es doch viel schö­ner, wenn der jewei­li­ge Autor selbst über den Grad an Sicht­bar­keit ent­schei­det. Auch dafür gibt es ein Plug­in: Mem­ber Access. Stan­dard­mä­ßig sehen nur ange­mel­de­te Benut­zer die Sei­te. Wer mag, kann sei­nen Arti­kel über eine neue Sicht­bar­keits­funk­ti­on ent­we­der durch den Admin oder selbst frei­ge­ben, sodass der Arti­kel ganz nor­mal im Blog erscheint und damit welt­weit sicht­bar ist. Selbst ent­schei­den fin­de ich immer gut…

Luftanalyse über Brenndauer [update]

Öhm, ja – ich hat­te die Geschich­te dazu schon ein­mal hier beschrie­ben. Heu­te habe ich den Ver­such tat­säch­lich mit den SuS im Unter­richt durch­ge­führt. Fol­gen­de Brenn­dau­ern sind ermit­telt worden:

Luft: 8,5s / 10s /7,5s / Mit­tel­wert: ca. 8,5s

Sau­er­stoff: 54s / 50s / Mit­tel­wert: 52s

Damit ergibt sich ein Ver­hält­nis der Brenn­dau­ern von 8,5 : 52 bzw. 16,3 : 100. So wur­de expe­ri­men­tell ein Sau­er­stoff­ge­halt von 16,3% (Theo­rie­wert: 21%) bestimmt, also beträgt der Feh­ler etwa 22%. Nun­ja – der Auf­bau ist ja noch opti­mier­bar (Ver­mei­dung von Ver­wir­be­lun­gen, stets eine fri­sche Ker­ze, exakt glei­che Ein­tauch­tie­fe usw.)  – man kommt also recht gut in die Nähe des tat­säch­li­chen Sauerstoffgehalts.

Die Schü­le­rin mit der Idee zu die­sem Ansatz war schon recht stolz und ich muss mit mei­nem klas­si­schen Auf­bau dage­gen erst­mal anstin­ken. Span­nend, was man in der Schu­le alles ler­nen kann…

Warum reflektiertes Benutzen nicht reicht (ipv6)

Ich möch­te mei­nen Com­pu­ter und das Inter­net ein­fach nur benut­zen. Tech­ni­sches Ver­ständ­nis über die Vor­gän­ge hin­ter den Kulis­sen inter­es­sie­ren mich nicht. Bei mei­nem Auto wird auch nie­mand von mir ver­lan­gen, dass ich die Spur ein­stel­len oder die Zylin­der­kopf­dich­tung wech­seln kann. Um ein Auto zu fah­ren, sind Pra­xis und Kennt­nis­se über die all­ge­mei­nen Regeln des Stra­ßen­ver­kehrs aus­rei­chend. Um das Inter­net oder den Com­pu­ter zu nut­zen rei­chen Fähig­kei­ten auf ana­lo­gen Ebe­nen aus. Ich will nichts über Über­tra­gungs­pro­to­kol­le wis­sen – ich will ein­fach nutzen.“

So oder so ähn­lich las­sen sich gele­gent­lich Aus­sa­gen zur Aus­rich­tung eines medi­en­päd­ago­gi­schen Kon­zep­tes zusam­men­fas­sen, wenn es dar­um geht, wie das Inter­net genutzt wer­den soll und wel­che Kom­pe­ten­zen dafür tat­säch­lich not­wen­dig sind.

Es gibt zur Zeit einen Bereich, der evo­lu­tio­nä­ren Fort­schritt durch das Inter­net in mei­nen Augen mas­siv ver­hin­dert, weil eben vie­le Nut­zer und Leh­ren­de genau so den­ken: Ich spre­che von der Ein­füh­rung von ipv6. Was ist das?

Jedes Gerät in einem Com­pu­ter­netz­werk wird durch eine ein­deu­ti­ge Num­mer iden­ti­fi­ziert, die soge­nann­te IP. Ver­netz­te Gerä­te reden nicht durch „Domain­na­men“ wie z.B. „riecken.de“ mit­ein­an­der, son­dern erken­nen sich an einer Num­mer, die für das jewei­li­ge Gerät ein­deu­tig. Die­se Num­mer hat zur Zeit fol­gen­des Format:

xxx.xxx.xxx.xxx

Dabei ist „xxx“ eine Zahl zwi­schen 0 und 255, z.B. ist „88.198.182.180“ die IP des Rech­ners von riecken.de. Rech­ne­risch gibt es nur eine begrenz­te Anzahl von zur Ver­fü­gung ste­hen­den IPs, nämlich

4.294.967.296

Davon sind zur Zeit noch übrig:

ca. 245.000.000

Die Ver­ga­be­stel­le für IP-Adres­sen rech­net damit, dass in spä­tes­tens zwei Jah­ren der letz­te Adress­block aus die­sem Pool an einen Anbie­ter ver­ge­ben wird. Durch ein paar Tricks wie z.B. NAT las­sen sich die Adres­sen bes­ser aus­nut­zen, jedoch bringt NAT so eini­ges an ande­rem Ärger mit sich. Bei Bei­be­hal­tung des jetzt bestehen­den IPv4-Sys­tems gehen „uns“ die Adres­sen bald aus – es soll ja auch bevöl­ke­rungs­rei­che Schwel­len- und Ent­wick­lungs­län­der geben, die auch ins Inter­net wol­len.  Des­halb wur­de schon vor län­ge­rer Zeit ein neu­es Sys­tem – IPv6 – erson­nen, wel­ches die Anzahl der Gerä­te in einem Netz­werk mas­siv erhöht, näm­lich auf:

≈ 340 Sex­til­lio­nen = 3,4·1038

Jedes Han­dy, jeder Dienst auf mei­nem Ser­ver – ein­fach alles, was in einem Netz­werk hängt – könn­te eine eige­ne IP erhal­ten, wodurch vie­le, vie­le net­te Spie­le­rei­en mög­lich wür­den, für man heu­te eini­ges an Klimm­zü­gen machen muss. Vor alle das The­ma Sicher­heit wäre ein ganz ande­res, weil hin­ter jeder IP nur ein Dienst „lau­ert“, der even­tu­ell eine Angriffs­flä­che bie­tet statt heu­te z.B. bei einem popu­lä­ren Betriebs­sys­tem meh­re­re. Zer­ti­fi­kats­ba­sier­te Kom­mu­ni­ka­ti­on wäre auch ohne staat­li­che Instanz mög­lich, von Bür­gern initi­ier­te Mini­netz­wer­ke und und und..

Wei­ter­le­sen

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