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Untere Atmosphäre
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2. Strahlung, Treibhausgase und der Treibhauseffekt - Mehr
Arbeitsblatt 2:
Ein Modellversuch zum Treibhauseffekt
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Bild 1: Messvorrichtung für den unten beschriebenen Versuch.
L: Lampe; T: Thermometer
A: Wasser; C: Kohlenstoffdioxid
B: schwarze Pappe
I: Wärmedämmung (Korkstopfen)
© 2004 Seesing, Tausch; Universität-Duisburg-Essen |
Bild 2: Treibhauseffekt: Ein großer Teil des Sonnenlichts (I), das auf die Erde (E) trifft, wird absorbiert, in Wärme (Q) umgewandelt. Die warme Erde strahlt dann langwellige Wärmestrahlung ab. Treibhausgase (g) aus der Atmosphäre (A) absorbieren die von der Erde zurückgestrahlte Wärme fast vollständig und halten sie wie in einem Treibhaus fest. (S: Weltall)© 2004 Seesing, Tausch; Universität-Duisburg-Essen, Duisburg |
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V1 |
Baue die Versuchsvorrichtung aus Bild 1 auf. Sie besteht aus einer 300 W- (Halogen) Lampe, einer Glaswanne, in der sich ca. 1 cm hoch Wasser befindet, einer zweiten Glaswanne, deren Boden mit schwarzer Pappe ausgelegt ist, und einem Temperaturfühler im Gasraum der unteren Wanne. Nach Einschalten der Lampe wird die Temperatur alle 30 s abgelesen, notiert und grafisch aufgetragen. Nach 5 Minuten wird die Messreihe beendet.
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A1 |
Führe bitte Messreihen durch, bei denen die untere Wanne a) mit Luft und b) mit Kohlenstoffdioxid gefüllt ist. |
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A2 |
Wiederhole die Messreihen a) und b) nachdem du die schwarze Pappe durch Aluminiumfolie ersetzt hast. |
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Temperatur |
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Boden: schwarze Pappe (A1) |
Boden: Aluminium-Folie (A2) |
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Zeit [sec] |
Luft |
Kohlenstoffdioxid |
Luft |
Kohlenstoffdioxid |
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0 |
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30 |
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60 |
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90 |
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120 |
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150 |
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180 |
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210 |
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240 |
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270 |
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300 |
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A3 |
Gib für die einzelnen Teile aus dem oben beschriebenen Versuch (vgl. Skizze in Abb. ) jeweils an, welchen Teil aus der Natur (vgl. Abb. 2) er simuliert: |
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Die Lampe steht für |
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Das Wasser in den Glascontainern
steht für |
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Die Luft bzw. das CO2 aus dem
Gasbecken (untere Glaswanne) simuliert |
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Die schwarze Pappe auf dem Boden des
Gasbeckens (unteren Glaswanne) simuliert |
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A4 |
Der oben beschriebene Versuch soll als Modellversuch gelten, bei dem der Treibhauseffekt simuliert wird. Warum ist es wichtig, zwischen die Lampe und das Gasbecken eine Wanne mit kaltem Wasser zu stellen? Bitte kreuze richtig an: |
Die Wasserschicht zwischen Lampe und Gasraum ist wichtig,
c um die von der Lampe ausgestrahlte Wärme zu absorbieren.
c um aus dem Licht der Lampe einige Farbanteile zu absorbieren.
c um zu verhindern, dass das Gas aus der Wanne entweicht.
c um die wasserhaltigen Wolken in der Atmosphäre zu simulieren.
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Bild 3: Ergebnisse der Messreihe.
© Tausch, von Wachtendonk: Chemie 2000+;
Buchner Verlag, Bamberg 2001
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A5 |
Nach ca. 150 s erreicht man bei der Messreihe mit CO2 eine um etwa 1 °C höhere Temperatur im Gasbecken als bei der Messreihe mit Luft im Gasbecken. Erkläre diesen Sachverhalt unter Verwendung der Informationen (Bild und Bildlegende) aus Bild 2: | |
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A6 |
Der Treibhauseffekt wird im Modellversuch besonders dann deutlich, wenn auf dem Boden des Gasbeckens eine schwarze Pappe liegt. Auch mit bunten Pappen erhält man befriedigende Ergebnisse, nicht jedoch mit einer Aluminiumfolie. Erkläre den Sachverhalt. |
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A7 |
Von den ca. 33 °C, die der Treibhauseffekt ausmacht, werden 20,6 °C durch den Wasserdampf H2O aus der Atmosphäre verursacht, 7,2°C durch das Kohlenstoffdioxid CO2 und 2,4 °C durch das bodennahe Ozon O3 . Die bodennahe Luft enthält 0,037% Vol. Anteile CO2, aber nur ca. 40 pbb O3. Mit wie viel °C müsste Ozon zum Treibhauseffekt beitragen, wenn dieser Beitrag proportional zum Gehalt in der Luft wäre? Bitte trage die Rechnung und das Ergebnis hier ein: |
Verglichen mit CO2 müsste Ozon dann mit _____________°C zum Treibhauseffekt beitragen.
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A8 |
Woran könnte es liegen, dass der Beitrag des Ozons zum Treibhauseffekt in Wirklichkeit größer ist, als er nach der Rechnung von Aufgabe 7 sein müsste? Bitte kreuze richtig an: |
c Ozon ist ein viel stärkeres Oxidationsmittel als die anderen Treibhausgase.
c Ozon absorbiert Wärmestrahlung bei Wellenlängen, wo die anderen Treibhausgase nicht absorbieren.
c Der Sauerstoffgehalt im Ozon-Molekül ist viel höher, als bei den anderen Treibhausgasen
c Das bodennahe Ozon bildet sich bei starker Sonneneinstrahlung.
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Authors: M. Seesing, M. Tausch - Universität Duisburg-Essen, Duisburg / Germany
Last update: 2004-05-13 |
