Chemie/Sammlung von Experimenten/Energiebetrachtung bei Kupfersulfat und Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung/Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung/Ergebnis und Ergebnismenge: Unterschied zwischen den Seiten

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{{Sicherheitsinfo|Schutzbrille|GHSReizend|GHSUmweltgefahr‎}}
= Zum Überlegen =
{| class="hintergrundfarbe8"
|-
| [[Datei:Idee-Icon.png|40px]] || Stelle dir vor, du würfelst einen normalen Würfel.
Notiere dir alle möglichen Ausgänge, die bei diesem Zufallsexperiment herauskommen können.
|}


__NOTOC__
= Definition =
Nun wisst ihr, was Zufallsexperiment sind. Zu jedem durchgeführten Zufallsexperiment gibt es ein Ergebnis und man kann eine Ergebnismenge, die alle möglichen Ergebnisse umfasst, angeben.
Eine formale Definition von Ergebnis und Ergebnismenge lauten folgendermaßen:


Wir haben bei diesem Experiment die Möglichkeit, eine Reaktion und ihre Umkehrreaktion recht einfach zu beobachten und den Energieumsatz zu erkennen.
{| class="hintergrundfarbe3"
|-
| [[Datei:Definition-Icon.png|50px]] || Ein '''Ergebnis''' ist der (mögliche) Ausgang eines durchgeführten Zufallsexperiments.


== Sicherheitsinformationen ==
Die '''Ergebnismenge''' fasst '''alle möglichen Ausgänge''' eines Zufallsexperiments zusammen.
Wie üblich gilt bei der Verwendung des Bunsenbrenners entsprechende Schutzmaßnahmen zu ergreifen.  


Die verwendete Chemikalie Kupfersulfat ist '''wassergefährdend''', d.h. sie darf nicht ins Abwasser gelangen. Die Chemikalien können außerdem wiederverwendet werden und sollen daher nicht weggeworfen werden. Der Hautkontakt mit dem Kupfersulfat sollte vermieden werden, die Schutzbrille schützt auch vor einem Augenkontakt! Für den Fall eines Kontaktes soll die Haut mit viel Wasser abgewaschen werden.
<u>Schreibweise:</u>


== Materialien ==
<math>\Omega=\{1,2,3\}</math> Die Ergebnismenge Omega besteht aus den Ergebnissen 1,2 und 3.
[[Datei:Hydrating-copper(II)-sulfate.jpg|right|300px]]
|}
* Stativ mit Muffe, Stativklammer mit befestigtem Thermometer (Messbereich 0° bis 100°)
= Beispiele =
* Zwei saubere und trockene Abdampfschalen.
Nun wollen wir uns auch hier konkrete Beispiele anschauen:
* Wasserfreies Kupfersulfat
* Bei der Shuffle-Funktion ist das Ergebnis der Song, der wirklich gerade gespielt wird
* Wasserhaltiges Kupfersulfat
:: Die Ergebnismenge ist: <math>\Omega= </math> {Goodbye Machine, Thoughts for the man, Beautiful heart, Summer of Lies, Turn up the Volume, I’m Insane, Get it together, Wicked madness, Bad lies, Hard chance}
* Bunsenbrenner mit Dreibein und Keramiknetzauflage
* Bei dem Münzwurf ist das Ergebnis, die Seite der Münze, die beim Durchgang oben liegt
* Tiegelzangen zum Anfassen der heißen Abdampfschale nach dem Erhitzen.
:: Die Ergebnismenge bei einem Münzwurf ist: <math>\Omega=</math> {Kopf, Zahl}
* Papiertücher zum Abwischen der Abdampfschalen zum Schluss.
* Smartphone, um Fotos zu machen.


== Durchführung ==
= Aufgaben =
'''1. Teilexperiment: Reaktion von wasserfreiem Kupfersulfat mit Wasser'''
== Aufgabe 1 ==
Trage alle Ergebismengen für folgende Zufallsexperimente zusammen:
:a) Würfeln mit folgenden Würfeln:
::1) [[Datei:D8.jpg|100px]]
::2) [[Datei:D20 - blauer Würfel.jpg|100px]]
:b) Man dreht folgende Glücksrader:
::1)
::2)
:c) Man würfelt zwei sechsseitige Würfel und addiert anschließend die Augensumme der Würfel zusammen.


Entnimm der Vorratsgefäß mit weißem Kupfersulfat und gib es in eine saubere und trockene Abdampfschale. Die Menge sollte aussreichen, dass bei dem Thermometer das Ausdehngefäß unten, komplett im Kupfersulfat steckt. Dazu kann man durchaus das Kupfersulfat auch anhäufen.


Verschiebe das Thermometer nun am Stativ nach unten, bis das Ausdehnungsgefäß im Kupfersulfat "steckt". Gib nun in kleinen Mengen Wasser aus der Spritzflasche auf das Kupfersulfat und beobachte das Kupfersulfat die Temperatur.
<popup name="Lösung">
:'''ACHTUNG: Das Kupfersulfat soll nur leicht angefeuchtet und nicht aufgelöst werden!'''
Würfel mit acht Seiten: <math>\Omega=</math> {1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8}
Gib weiter vorsichtig Wasser dazu, bis sich die Temperatur nicht mehr verändert.
<center>[[File:Wasser zu wasserfreiem Kupfersulfat geben.png|600px]]</center>


Würfel mit 20 Seiten: <math>\Omega=</math> {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20}


'''2. Teilexperiment: '''
Das Glücksrad drehen: <math>\Omega=</math> {rot, blau, gelb, grün}


Entnimm etwa die gleiche Menge an blauem Kupfersulfat, wie du vorher im ersten Teilexperiment verwendet hast, und gebe es in eine saubere und trockene Abdampfschale. Stelle die Abdampfschale auf das Drahtnetz über den Bunsenbrenner und erhitze das Kupfersulfat mit rauschender Flamme. Beobachte die Veränderungen, höre auch hin. Wenn sich das Kupfersulfat nicht mehr verändert, kannst du aufhören, es zu erhitzen.
Die Augensumme bei einem Wurf mit zwei Würfeln: <math>\Omega=</math> {2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}
</popup>


Warte kurz, bis sich die Abdampfschale etwas abgekühlt hat und fasse die Abdampfschale nur mit der Tiegelzange an.
== Aufgabe 2 ==
<center>[[File:Wasserhaltiges-Kupfersulfat-erhitzen-2400px.png|500px]]</center>
Beschreibe passende Zufallsexperimente für folgende Ergebnismengen:
:a) <math>\Omega=</math> {Niete, kleiner Gewinn, mittlerer Gewinn, großer Gewinn}
:b) <math>\Omega=</math> {Song 1, Song 2, Song 3, Song 4}
:c) <math>\Omega=</math> {weiß, schwarz, rot, blau}
:d) <math>\Omega=</math> {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}


== Entsorgung und Reinigung der Gefäße ==
Die Abdampfschalen sollen sollen <u>nicht</u> mit Wasser ausgewaschen werden, bevor das Kupfersulfat daraus entfernt wurde.


Es reicht den Abfall in die jeweiligen Bechergläser zu schütten bzw. leicht mit einem Spatel abzukratzen. Den "Reinigungs"-Spatel nach der Nutzung mit etwas Papier abwischen, ebenso die benutzen Gefäße.
<popup name="Lösung">
'''Achtung:''' Hierbei handelt es sich um eine beispielhafte Lösung! Eure eigenen Beispiele können und sollen ganz anders aussehen


Bitte alles wieder ordentlich sortieren und wegstellen, so dass die nächsten Schüler wissen, was sie brauchen.
:'''a)''': Man zieht aus einer Lostrommel, die Nieten, kleine, mittlere und große Gewinne enthält.


== Auswertung nach der Durchführung des Experiments ==
:'''b)''': Man drückt auf die zufällige Wiedergabe bei einer Playliste, die nur 4 Songs enthält.
{{Box|AUFGABE 1|2=Halte die Beobachtungen zu dem Experiment in einem Versuchsprotkoll möglich genau fest. Füge dem Protokoll Bilder von beiden Experimenten bei.|3=Üben}}


{{Box|AUFGABE 2|2=Halte die beiden Reaktionen getrennt als Reaktionsschema (mit Worten) fest und halte jeweils dahinter fest, ob es sich um eine exotherme oder endotherme Reaktion handelt.|3=Üben}}
:'''c)''': Man dreht ein Glücksrad, dass vier Sektoren enthält in den Farben weiß, schwarz, rot und blau.


{{Box|AUFGABE 3|2=Zeichne für beide Teilexperimente einfache Energiediagramme, ohne Zeitachse.|3=Üben}}
:'''d)''': Man zieht aus einer Urne mit 10 Kugeln, die mit den Zahlen von 1 bis 10 beschriftet sind.
</popup>


== Gefährdungsbeurteilung ==
== Aufgabe 3 ==
Zu diesem Experiment existiert eine Gefährdungsbeurteilung. [https://zum-wiki.idea-sketch.com/images/8/83/Gef%C3%A4hrdungsbeurteilung_Wasserfreies_Kupfersulfat.odt '''Download''']
Im Folgenden siehst du verschiedene Würfel(-netze) und Glücksräder. Schreibe zu den gegeben Zufallsexperimenten die Ergebnismenge des jeweiligen Würfels/Glücksrad auf:


[[Kategorie: Chemie-Experiment]]
:a) [[Datei:D12 - orangener Würfel.jpg|100px]]
[[Kategorie: Energie]]
::1) Zufallsexperiment: Man würfelt den Würfel einmal.
[[Kategorie: Chemische Reaktion]]
::2) Zufalsexperiment: Man würfelt den Würfel zweimal und subtrahiert die kleinere Augenzahl von der größeren.
[[Kategorie:ChemieUnfertig]]
:b) Bild 2
::1) Zufallsexperiment: Man dreht das Glücksrad einmal
::2)
:c) Bild 3
:: Zuafllsexperiment: Man würfelt den Würfel einmal.
 
 
 
<popup name="Lösung">
'''Ergebnis zu a):'''
::1) <math>\Omega=</math> {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}
::2) <math>\Omega=</math> {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11}
 
'''Ergebnis zu b):'''
::1) <math>\Omega=</math> {}
::2) <math>\Omega=</math> {}
 
'''Ergebnis zu c):'''
:: <math>\Omega=</math> {}
</popup>
 
== Aufgabe 4 ==
<div class="zuordnungs-quiz">
<big>'''Zuordnung'''</big><br>
Ordne die Zufallsexperimente und die Ergebnismengen richtig zu.
{|
|-
| [[Bild:4706bee.web.jpg|60px]] || Biene
|-
| [[Bild:Rote_Birne.jpg|60px]] || Birne
|-
| [[Bild:Gluecks_schwein.jpg]] || Glücksschwein
|}
</div>

Version vom 13. August 2017, 18:18 Uhr

Zum Überlegen

Datei:Idee-Icon.png Stelle dir vor, du würfelst einen normalen Würfel.

Notiere dir alle möglichen Ausgänge, die bei diesem Zufallsexperiment herauskommen können.

Definition

Nun wisst ihr, was Zufallsexperiment sind. Zu jedem durchgeführten Zufallsexperiment gibt es ein Ergebnis und man kann eine Ergebnismenge, die alle möglichen Ergebnisse umfasst, angeben. Eine formale Definition von Ergebnis und Ergebnismenge lauten folgendermaßen:

Datei:Definition-Icon.png Ein Ergebnis ist der (mögliche) Ausgang eines durchgeführten Zufallsexperiments.

Die Ergebnismenge fasst alle möglichen Ausgänge eines Zufallsexperiments zusammen.

Schreibweise:

Die Ergebnismenge Omega besteht aus den Ergebnissen 1,2 und 3.

Beispiele

Nun wollen wir uns auch hier konkrete Beispiele anschauen:

  • Bei der Shuffle-Funktion ist das Ergebnis der Song, der wirklich gerade gespielt wird
Die Ergebnismenge ist: {Goodbye Machine, Thoughts for the man, Beautiful heart, Summer of Lies, Turn up the Volume, I’m Insane, Get it together, Wicked madness, Bad lies, Hard chance}
  • Bei dem Münzwurf ist das Ergebnis, die Seite der Münze, die beim Durchgang oben liegt
Die Ergebnismenge bei einem Münzwurf ist: {Kopf, Zahl}

Aufgaben

Aufgabe 1

Trage alle Ergebismengen für folgende Zufallsexperimente zusammen:

a) Würfeln mit folgenden Würfeln:
1) D8.jpg
2) D20 - blauer Würfel.jpg
b) Man dreht folgende Glücksrader:
1)
2)
c) Man würfelt zwei sechsseitige Würfel und addiert anschließend die Augensumme der Würfel zusammen.


<popup name="Lösung"> Würfel mit acht Seiten: {1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8}

Würfel mit 20 Seiten: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20}

Das Glücksrad drehen: {rot, blau, gelb, grün}

Die Augensumme bei einem Wurf mit zwei Würfeln: {2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12} </popup>

Aufgabe 2

Beschreibe passende Zufallsexperimente für folgende Ergebnismengen:

a) {Niete, kleiner Gewinn, mittlerer Gewinn, großer Gewinn}
b) {Song 1, Song 2, Song 3, Song 4}
c) {weiß, schwarz, rot, blau}
d) {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}


<popup name="Lösung"> Achtung: Hierbei handelt es sich um eine beispielhafte Lösung! Eure eigenen Beispiele können und sollen ganz anders aussehen

a): Man zieht aus einer Lostrommel, die Nieten, kleine, mittlere und große Gewinne enthält.
b): Man drückt auf die zufällige Wiedergabe bei einer Playliste, die nur 4 Songs enthält.
c): Man dreht ein Glücksrad, dass vier Sektoren enthält in den Farben weiß, schwarz, rot und blau.
d): Man zieht aus einer Urne mit 10 Kugeln, die mit den Zahlen von 1 bis 10 beschriftet sind.

</popup>

Aufgabe 3

Im Folgenden siehst du verschiedene Würfel(-netze) und Glücksräder. Schreibe zu den gegeben Zufallsexperimenten die Ergebnismenge des jeweiligen Würfels/Glücksrad auf:

a) D12 - orangener Würfel.jpg
1) Zufallsexperiment: Man würfelt den Würfel einmal.
2) Zufalsexperiment: Man würfelt den Würfel zweimal und subtrahiert die kleinere Augenzahl von der größeren.
b) Bild 2
1) Zufallsexperiment: Man dreht das Glücksrad einmal
2)
c) Bild 3
Zuafllsexperiment: Man würfelt den Würfel einmal.


<popup name="Lösung"> Ergebnis zu a):

1) {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}
2) {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11}

Ergebnis zu b):

1) {}
2) {}

Ergebnis zu c):

{}

</popup>

Aufgabe 4

Zuordnung
Ordne die Zufallsexperimente und die Ergebnismengen richtig zu.

4706bee.web.jpg Biene
Rote Birne.jpg Birne
Gluecks schwein.jpg Glücksschwein