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Realschule 5 · Physik
Wetter, Schatten und Aggregatzustände (Klasse 5) · Gefahren und Energie im Alltag

UV-Strahlung und Verbrühung

Ein Tag am Baggersee bei Haltern: Es sind Wolken am Himmel, es ist nicht richtig heiß, und abends hat Jonas trotzdem einen roten, brennenden Rücken. Zu Hause verbrüht sich seine Schwester beim Nudelnabgießen fast die Hand am Dampf. Was ist in beiden Fällen passiert, und wie hätten beide es vermeiden können?

UV-Strahlung der Sonne

Die Sonne schickt Licht zu uns. Das sehen wir. Sie sendet aber auch UV-Strahlung aus. Diese Strahlung können wir weder sehen noch spüren. Die Haut merkt sie erst, wenn der Schaden schon da ist.

Zu viel UV-Strahlung schädigt die Haut. Sie wird rot, schmerzt und pellt sich später: Das ist ein Sonnenbrand. Auf lange Sicht altert die Haut schneller, und es kann Hautkrebs entstehen. Auch die Augen können geschädigt werden.

Die Sonne sendet Licht und unsichtbare UV-Strahlung zur Haut eines Menschen; Wolken lassen einen Teil der UV-Strahlung durch. Sonne Wolke Haut gelb: sichtbares Licht (Wolke hält viel ab)blau gestrichelt: UV, geht großteils durch

Wie stark die UV-Strahlung ist, hängt ab von:

  • Tageszeit: Mittags steht die Sonne hoch, die Strahlung hat einen kürzeren Weg durch die Lufthülle und ist am stärksten (etwa 11 bis 15 Uhr).

  • Jahreszeit: Im Sommer ist sie stärker als im Winter, aber im Winter nicht null.

  • Wolken: Sie lassen einen Teil der UV-Strahlung durch (bei dünner Bewölkung sogar den größten Teil). Bewölkt heißt nicht sicher.

  • Untergrund: Wasser, Sand und Schnee werfen UV-Strahlung zurück. Dann trifft sie dich von oben und von unten.

  • Höhe: In den Bergen ist die Strahlung stärker.

Üben★☆☆Nicht begonnen
a) Was kann zu viel UV-Strahlung der Sonne bei der Haut bewirken? b) Nenne zwei Schutzmaßnahmen.
  1. a) Was kann zu viel UV-Strahlung der Sonne bei der Haut bewirken?
  2. b) Nenne zwei Schutzmaßnahmen.
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Üben★★☆Nicht begonnen
Am Baggersee bei Haltern sind Wolken am Himmel, aber Jonas verbrennt sich trotzdem den Rücken. a) Erkläre, wie das möglich ist. b) Warum ist UV-Strahlung mittags…

Am Baggersee bei Haltern sind Wolken am Himmel, aber Jonas verbrennt sich trotzdem den Rücken.

  1. a) Erkläre, wie das möglich ist.
  2. b) Warum ist UV-Strahlung mittags besonders stark?
  3. c) Nenne drei Schutzmaßnahmen.
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Schutz vor der Sonne

Gegen UV-Strahlung helfen mehrere Maßnahmen zusammen:

  • Schatten aufsuchen, besonders mittags.

  • Kleidung: T-Shirt, Hut oder Kappe, Sonnenbrille mit UV-Schutz.

  • Sonnencreme auf alle freien Hautstellen, rechtzeitig vor dem Sonnenbad und nach dem Baden erneut.

  • Zeit begrenzen und viel trinken.

Auf der Sonnencreme steht der Lichtschutzfaktor (LSF), zum Beispiel LSF 30. Er gibt an, wievielmal so lange du mit Creme in der Sonne bleiben kannst wie ohne Creme. Ein höherer LSF bedeutet mehr Schutz.

Üben★☆☆Nicht begonnen
Auf einer Sonnencreme steht „LSF 30". a) Wofür steht LSF? b) Bedeutet ein höherer LSF mehr oder weniger Schutz?

Auf einer Sonnencreme steht „LSF 30".

  1. a) Wofür steht LSF?
  2. b) Bedeutet ein höherer LSF mehr oder weniger Schutz?
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Üben★★☆Nicht begonnen
Ohne Schutz bekommt Lena nach 10 Minuten in der Mittagssonne einen Sonnenbrand. Sie verwendet Sonnencreme mit LSF 20. a) Wie lange könnte sie rechnerisch in der Sonne…

Ohne Schutz bekommt Lena nach 10 Minuten in der Mittagssonne einen Sonnenbrand. Sie verwendet Sonnencreme mit LSF 20.

  1. a) Wie lange könnte sie rechnerisch in der Sonne bleiben?
  2. b) Warum sollte man die Zeit trotzdem nicht ganz ausnutzen?
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Üben★★★Nicht begonnen
Beurteile die Aussagen „Im Schatten kann man keinen Sonnenbrand bekommen" und „Im Winter ist UV-Strahlung ungefährlich". Begründe jeweils, auch mit Beispielen wie Schnee…

Beurteile die Aussagen „Im Schatten kann man keinen Sonnenbrand bekommen" und „Im Winter ist UV-Strahlung ungefährlich". Begründe jeweils, auch mit Beispielen wie Schnee oder Wasser.

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Üben★★★Nicht begonnen
Ein Kind soll am Strand von Sylt 3 Stunden spielen. Erstelle einen Schutzplan mit mindestens vier Maßnahmen und begründe, warum jede wirkt.

Ein Kind soll am Strand von Sylt 3 Stunden spielen. Erstelle einen Schutzplan mit mindestens vier Maßnahmen und begründe, warum jede wirkt.

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Verbrühung und Verbrennung

Auch hohe Temperaturen gefährden die Gesundheit. Eine Verbrühung entsteht durch heiße Flüssigkeit oder Dampf, eine Verbrennung durch heiße feste Gegenstände oder Flammen. Schon ab etwa $50\,^\circ\mathrm{C}$ kann die Haut Schaden nehmen, bei $60\,^\circ\mathrm{C}$ geht es sehr schnell.

Typische Situationen im Haushalt:

  • Nudelwasser oder Kochtopf (siedendes Wasser: $100\,^\circ\mathrm{C}$),

  • Wasserkocher, Teekanne, heißer Tee im Becher,

  • Dampf aus dem Topf oder aus dem Wasserkocher,

  • sehr heißes Wasser aus dem Hahn.

Dampf ist gefährlicher als siedendes Wasser gleicher Temperatur. Trifft Wasserdampf auf die kühlere Haut, kondensiert er: Er wird wieder zu flüssigem Wasser. Dabei gibt er viel Wärmeenergie an die Haut ab, zusätzlich zur Wärme, die das Wasser danach noch abgibt. Die Haut nimmt deshalb mehr Wärme auf.

Wasserdampf kondensiert auf der Haut zu Wasser und gibt dabei viel Wärme an die Haut ab. Haut Wasserdampf trifft auf die Haut Kondensation: Dampf wird Wasser,Wärme geht in die Haut

Schutzmaßnahmen in der Küche:

  • Beim Abgießen Topf vom Körper weg halten, Topflappen benutzen, Deckel so öffnen, dass der Dampf von dir weg strömt (Deckel vom Körper weg kippen).

  • Gesicht und Hände aus dem Dampf heraushalten.

  • Henkel von Töpfen nach innen drehen, damit kleine Kinder nichts herunterziehen.

  • Bei einer Verbrühung sofort mit kühlem (nicht eiskaltem) Wasser einige Minuten kühlen, nasse Kleidung entfernen, bei großen Stellen den Notruf 112 wählen.

Üben★☆☆Nicht begonnen
Nenne zwei Situationen im Haushalt, in denen man sich an heißem Wasser oder Dampf verbrühen kann, und eine Sicherheitsmaßnahme.

Nenne zwei Situationen im Haushalt, in denen man sich an heißem Wasser oder Dampf verbrühen kann, und eine Sicherheitsmaßnahme.

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Üben★★☆Nicht begonnen
Heißer Wasserdampf verbrüht stärker als siedendes Wasser gleicher Temperatur. a) Warum ist das so (Hinweis: Kondensation auf der Haut)? b) Wie sollte man beim Abgießen…

Heißer Wasserdampf verbrüht stärker als siedendes Wasser gleicher Temperatur.

  1. a) Warum ist das so (Hinweis: Kondensation auf der Haut)?
  2. b) Wie sollte man beim Abgießen von Nudeln vorgehen?
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Heißes Wasser im Haus

Aus dem Hahn kommt Wasser aus dem Warmwasserspeicher. Wird er auf $60\,^\circ\mathrm{C}$ eingestellt, schützt das vor Keimen im Wasser. Aber bei $60\,^\circ\mathrm{C}$ kann sich ein Kind innerhalb von Sekunden verbrühen. Ein Zielkonflikt: Sicherheit vor Keimen gegen Sicherheit vor Verbrühung.

Eine technische Lösung ist ein Mischventil (Verbrühschutz) am Hahn. Es mischt dem heißen Wasser kaltes bei. Das Wasser im Speicher bleibt heiß genug gegen Keime, am Hahn kommt es aber nur mit höchstens etwa $45$ bis $50\,^\circ\mathrm{C}$ an. Dieselbe Idee steckt in Thermostat-Armaturen mit Temperaturbegrenzung.

Üben★★★Nicht begonnen
Bei Temperaturen über $50\ ^\circ\text{C}$ drohen Verbrühungen oder Verbrennungen. Der Warmwasserspeicher im Haus einer Familie in Bonn wird auf $60\ ^\circ\text{C}$…

Bei Temperaturen über $50\ ^\circ\text{C}$ drohen Verbrühungen oder Verbrennungen. Der Warmwasserspeicher im Haus einer Familie in Bonn wird auf $60\ ^\circ\text{C}$ eingestellt.

  1. a) Warum ist diese Einstellung aus Sicherheitsgründen riskant, obwohl sie gegen Keime schützt?
  2. b) Welche technische Lösung (z. B. Mischventil) kann die Gefahr senken?
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Auf einen Blick

Zurück zum Anfang: Jonas hat sich bei Wolken verbrannt, weil UV-Strahlung durch Wolken dringt und man sie nicht spürt. Seine Schwester hätte sich durch Abstand und Topflappen vor dem Dampf geschützt.

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