Die "Doppelbehandlung" von verschiedenen Themen wie Dichte oder Radioaktivität ist ein typisches Problem, mit dem die Schülerinnen und Schüler im Chemie- und Physikunterricht konfrontiert werden. Die daraus resultierende unterschiedliche inhaltliche Ausgestaltung von Begriffen kann zu Lernschwierigkeiten führen. Besonders problematisch wird es, wenn die Behandlung und Verwendung der Atommodelle nicht aufeinander abgestimmt wird, weil gerade im Chemieunterricht die Atommodelle eine zentrale Rolle spielen. Im Beitrag wird ein typischer Gang des Chemieunterrichtes der Sekundarstufe I er1äutert und es wird aufgezeigt, wann im Chemieunterricht welches Atommodell Verwendung findet.
PdN-PhiS. 3/54, S. 2
Während die Entropie von vielen Physiklehrkräften als problematisch eingeschätzt und deshalb häufig ganz auf die Thermodynamik verzichtet wird, scheint es im Chemieunterricht keine derartigen Schwierigkeiten zu geben. Deshalb liegt die Idee nahe, den Physikunterricht in diesem Bereich fachübergreifend zu gestalten und mit Ideen und Methoden aus der Chemie zu verbinden. Es werden einige beeindruckende chemische Experimente wie das "Thermit-Verfahren im Blumentopf" als Beispiel einer exothermen Reaktion oder eine spontan ablaufende endotherme Reaktion zur Einführung der Entropie vorgestellt. Diese sind so aufbereitet, dass sie auch für Physiklehrkräfte ohne chemisches Hintergrundwissen und ohne großen Aufwand durchführbar sind. Um Missverständnisse zu vermeiden und die Verständigung mit Chemiekollegen zu erleichtern, werden im Anschluss einige (chemische) Begriffe geklärt..
PdN-Phis 3/54, S. 7
In einem kumulativ aufgebauten Physikunterricht spielen wenige grundlegende Konzepte eine zentrale Rolle, wie etwa das ,Energie-Träger-Konzept" und das ,Strom-Antrieb-Konzept", die in vielen Bereichen angewandt werden können. Mithilfe des neu konzipierten "chemischen Energie-Träger-Stromkreis" gelingt es diese Konzepte auf chemische Reaktionen zu übertragen und entscheidende Verbindungen zwischen der Physik und der Chemie zu finden. Dieser Stromkreis steht als Sinnbild für die vielen lokalen und globalen Stoffkreisläufe, die mit Energietransporten verbunden sind. Auf diese Weise kann die Verzahnung der einzelnen Naturwissenschaften im Unterricht für die Schülerinnen und Schüler erlebbar werden.
PdN-Phis 3/54, S. 13
Dynamische Gleichgewichte gehören zu den schwierigen Unterrichtsinhalten der gymnasialen Oberstufe, da Schülerinnen und Schüler auf Grund ihrer Vorerfahrungen den Gleichgewichtsbegriff normalerweise mit einem statischen Gleichgewicht verbinden. Modell- und Gedankenexperimente können helfen, wichtige Aspekte des dynamischen Gleichgewichts zu erarbeiten. Ein möglicher anschaulicher Zugang zum chemischen Gleichgewicht wird im Beitrag vorgestellt.
PdN-Phis 3/54, S. 18
Die Grenze zwischen physikalisch (und chemisch) unterschiedlichen Materialien führt infolge des Symmetriebruchs zu interessanten physikalischen und elektrochemischen Erscheinungen: Angetrieben durch die bei endlicher Temperatur stets vorhandene thermische Bewegung der atomaren Bausteine entstehen Teilchenströme, die einen Ausgleich der unterschiedlichen Konzentrationen in beiden Medien herbeizuführen versuchen. Häufig sind mit den Teilchenströmen auch elektrische Ströme gekoppelt. Es werden in den ersten vier Kapiteln Begriffe wie Diffusionsstrom und Feldstrom erklärt, und das Entstehen von elektrischen Kontaktspannungen (Nernstspannung) analysiert. Dies ist dann die gemeinsame Basis für die Erklärung von wichtigen physikalischen Erscheinungen in der Elektrochemie (Batterien), Biologie (Nervenzelle) und für technische Anwendungen (Brennstoffzelle, Thermoelemente).
PdN-Phis 3/54, S. 25
So schwer Physikern und Chemikern der Umgang mit dem chemischen Potenzial fällt, so harmlos und nützlich ist die Größe andererseits. Grund für dieses Missverhältnis ist die historisch bedingte Art, mit der man diese Größe zu definieren pflegt. Wenn man sie nicht auf dem Umweg über die Thermodynamik einführt, sondern wie eine gesuchte Person durch ihre wichtigsten und leicht erkennbaren Merkmale, dann überrascht die Vielseitigkeit und Leichtigkeit, mit der sie sich einsetzen lässt, um das vielfältige Geschehen in der Welt der Stoffe qualitativ und quantitativ zu beschreiben - ganz gleich, ob es sich dabei um Vorgänge handelt, die man als physikalisch, chemisch oder biologisch einstuft.
PdN-Phis 3/54, S. 32
In Leitungswasser sind viele Ionen, u. a. Ca2+- und Mg2+-Ionen, gelöst. Diese sind für die Bildung von Kesselstein (CaCO3 und MgCO3) verantwortlich. Dies führt dazu, dass viele Haushaltsgeräte verkalken. Um dies zu vermeiden, kann das Wasser "enthärtet" werden. "Physikalische Enthärtung" des Wassers mit magnetischen oder elektrischen Feldern ist wirkungslos.
PdN-Phis 3/54, S. 43
Man sagt, zwei Elektronen seien identische Teilchen, sie seien ununterscheidbar. Handelt es sich bei dieser Aussage um eine Trivialität oder um eine der schwer verständlichen Besonderheiten der Quantenwelt? Das Problem ist hausgemacht: Der aus der klassischen Mechanik stammende Begriff des individuellen Teilchens taugt nicht als Grundbegriff der Quantenphysik.
PdN-Phis 3/54, S. 45