Bei zu warm:

• Ge­fühl von Schwit­zen, kleb­ri­ger Haut

• Blas­se Haut, Rö­tung im Ge­sicht

• Mü­dig­keit, Schläf­rig­keit

• Ver­min­der­te Leis­tungs­fä­hig­keit, Kon­zen­tra­ti­ons¬schwä­che

• Ge­reizt­heit, Un­ru­he oder Ge­reizt­heit



Bei zu kalt:

• Frös­teln, Zit­tern

• Gän­se­haut, kalte Beine/Hände

• Fo­kus­sie­rung auf Wär­me­ge­fühl, Ab­len­kung vom Un­ter­richt

• Ver­kramp­fung, Un­be­ha­gen, schlech­te Laune



Aus­wir­kun­gen (je nach Emp­fin­dung):

• Kon­zen­tra­ti­ons­pro­ble­me (Ge­dan­ken­sprün­ge, Feh­ler­häu­fig­keit)

• Mo­ti­va­ti­ons­ver­lust („Ich will mich lie­ber be­we­gen/auf­wär­men“)

• Stim­mungs­tiefs oder Ge­reizt­heit ge­gen­über Mit­schü­lern

Glei­che Tem­pe­ra­tur – un­ter­schied­li­ches Wär­me­emp­fin­den:

• Fest­stel­lung: „Ob­jekt und Hand sind gleich warm, aber das Wär­me­ge­fühl hängt vom Wär­me­fluss ab.“



Wär­me­leit­fä­hig­keit (ther­mi­sche Leit­fä­hig­keit):

• Me­tall hat eine sehr hohe Wär­me­leit­fä­hig­keit → lei­tet Wärme schnell von der Hand weg.

• Holz hat eine ge­rin­ge Wär­me­leit­fä­hig­keit → lei­tet Wärme nur lang­sam ab.



Wär­me­fluss und Haut­tem­pe­ra­tur:

• Am Me­tall­griff ent­zieht die Hand schnell viel Wärme → die Haut kühlt lokal ab → Griff fühlt sich „kalt“ an.

• Bei der Holz­tür fließt Wärme nur lang­sam ab → die Haut bleibt wär­mer → Tür fühlt sich „an­ge­nehm“ bzw. „wär­mer“ an.



Fach­be­grif­fe / For­mu­lie­run­gen:

• „Me­tall hat nied­ri­gen Wär­me­wi­der­stand, Holz hohen Wär­me­wi­der­stand.“

• „Wär­me­fluss ist pro­por­ti­o­nal zur Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz und zur Wär­me­leit­fä­hig­keit.“ (grund­le­gen­de Nen­nung)

A) Bei­spiel­si­tu­a­ti­o­nen:



• Man sitzt an einem son­ni­gen, aber zu­gi­gen Fens­ter­platz: Ther­mo­me­ter zeigt 20 °C, durch den Luft­zug (Fens­ter­falz, of­fen­ste­hen­de Tür) fühlt man sich kalt.

• Im Klas­sen­raum neben einer gro­ßen, un­be­heiz­ten Au­ßen­wand oder einem küh­len Fens­ter (Strah­lungs­tem­pe­ra­tur der Flä­che deut­lich unter 20 °C): Man friert, ob­wohl die Luft selbst warm genug ist.

• Ein Ven­ti­la­tor oder eine Kli­ma­an­la­ge bläst leich­te Luft­be­we­gung bei 20 °C → man emp­fin­det den „Wind­chill“-​Effekt.



B) Phy­si­ka­li­sche Er­klä­rung



Strah­lungs­tem­pe­ra­tur:

• Kalte Ober­flä­chen (Fens­ter, Au­ßen­wand) haben eine nied­ri­ge­re Strah­lungs­tem­pe­ra­tur als die Luft.

• Der Kör­per ver­liert über Wär­me­strah­lung mehr En­er­gie an diese küh­len Flä­chen, als er von ihnen zu­rück¬er­hält → man fühlt sich kalt.



Luft­be­we­gung (Kon­vek­ti­on):

• Schon leich­te Luft­strö­mun­gen an der Haut­ober­flä­che be­schleu­ni­gen den Wär­me­ab­trans­port.

• Durch den er­höh­ten kon­vek­ti­ven Wär­me­fluss sinkt das lo­ka­le Haut­tem­pe­ra­tur­ni­veau → Käl­te­emp­fin­den („Wind­chill“) trotz 20 °C Luft­tem­pe­ra­tur.



Zu­sam­men­spiel

• Kalte Strah­lungs¬tem­pe­ra­tur sorgt für er­höh­te Ab­strah­lung von Wärme.

• Zug­luft/Ther­mi­sche Schich­tung im Raum ver­stärkt den kon­vek­ti­ven Wär­me­ver­lust.

• Beide Ef­fek­te kön­nen ein­zeln oder ge­mein­sam auf­tre­ten und füh­ren zum Frie­ren.

1. De­fi­ni­ti­on:



• Tem­pe­ra­tur: Maß für die durch­schnitt­li­che Be­we­gungs­en­er­gie (ki­ne­ti­sche En­er­gie) der Teil­chen in einem Kör­per. Ein Ther­mo­me­ter misst diese En­er­gie.

• Wärme: En­er­gie, die zwi­schen zwei Kör­pern auf­grund eines Tem­pe­ra­tur­un­ter­schieds fließt (immer von warm nach kalt), bis ther­mi­sches Gleich­ge­wicht er­reicht ist.



2. Die Wär­me­we­ge:



Wär­me­lei­tung:

• En­er­gie­über­tra­gung durch Teil­chen­stö­ße ohne Stoff­trans­port.

• Bei­spiel: Eine Me­tall­tür­klin­ke wird kalt, weil sie die Wärme von Ihrer Hand schnell ab­lei­tet.



Kon­vek­ti­on:

• Trans­port von Wärme durch strö­men­de Flüs­sig­kei­ten oder Gase (Luft).

• Bei­spiel: Warme Luft über dem Heiz­kör­per steigt auf und ver­teilt sich unter der Decke.



Wär­me­strah­lung:

• Un­sicht­ba­re In­fra­rot­strah­lung trans­por­tiert Wärme ohne Me­di­um.

• Bei­spiel: Die Sonne oder eine warme De­cken­lam­pe er­wärmt Ihr Ge­sicht, ob­wohl die Luft kühl ist.



3. Die ge­fühl­te Tem­pe­ra­tur



• Ope­ra­ti­ve Tem­pe­ra­tur: Mit­tel­wert aus Luft­tem­pe­ra­tur und Strah­lungs­tem­pe­ra­tur der Um­ge­bung.

• Luft­be­we­gung (Zug­luft): Er­höht den Wär­me­ver­lust der Haut (Windchill-​Effekt).

• Luft­feuch­te: Hohe Feuch­te ver­stärkt Wär­me­ge­fühl, ge­rin­ge Feuch­te lässt es käl­ter wir­ken (Luft­feuch­tig­keit hier etwas ver­nach­läs­sigt, da das Thema ein ei­ge­nes Thema dar­stellt).

• Klei­dung & Ak­ti­vi­tät: Dicke Klei­dung hält Wärme, Be­we­gung er­zeugt ei­ge­ne Kör­per­wär­me.



4. Mes­sung: Prin­zip eines Tem­pe­ra­tur­sen­sors

• Ther­mis­tor: Wi­der­stand än­dert sich mit der Tem­pe­ra­tur. Die Span­nungs­än­de­rung wird ge­mes­sen und in °C um­ge­rech­net.

• (Al­ter­na­tiv) Ther­mo­ele­ment: Zwei Me­tal­le er­zeu­gen einen Span­nungs­un­ter­schied (Seebeck-​Effekt), der pro­por­ti­o­nal zur Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz ist.