HTA Chur: Abteilung Telecom: Physik: Praktikum
^ W1 Wärmeäquivalente
Ziel:
Es soll die Gleichwertigkeit von mechanischer, elektrischer und thermischer
Energie nachgewiesen werden.
Methoden:
Mechanisches Wärmeäquivalent: Erwärmung durch Reibung
Elektrisches Wärmeäquivalent: Wärmeproduktion durch
elektrischen Strom in einem Widerstand
Erläuterungen:
Die Umwandlung von mechanischer Arbeit oder elektrischer Energie in Wärme
kann leicht vollzogen werden und geschieht bei vielen alltäglichen
Vorgängen. Im 19. Jh. wurden die Hauptsätze der Thermodynamik
formuliert. Der erste Hauptsatz sagt, dass alle Energieformen gleichwertig
sind. Man kann Energie nicht erzeugen oder vernichten sondern nur von einer
Form in eine andere umformen. Mit diesen Experimenten sollen die Äquivalente
von mechanischer, elektrischer und thermischer Energie überprüft
werden.
Theorie:
Wärmelehre, mechanische Arbeit und Energie, Leistung, elektrische
Ströme, Stromwärme
Literatur:
Physikalisches Praktikum: Walcher S. 104 ff.,
Geräte:
1 Wärmeäquivalent-Grundgerät
1 Cu-Trommel
1 Nylonschnur
1 Gewichtstück 50 N
1 Thermometer für Wärmeäquivalent (10 - 30¡C)
1 Kalorimeter mit Heizung
1 Schaltuhr Steinegger
^ W2 Gasthermometer
Ziel:
Mit dem Gasthermometer soll die allgemeine Gasgleichung für das ideale
Gas überprüft werden. Es ist der absolute Nullpunkt der Temperatur
zu bestimmen.
Methoden:
Durch die allgemeine Gasgleichung wird der Zusammenhang zwischen Druck,
Temperatur und Volumen eines abgeschlossenen Gases beschrieben. Im ersten
Teil wird bei konstantem Druck die indirekte Proportionalität zwischen
Druck p und Volumen V nachgewiesen (Boyle-Mariotte). Im zweiten Teil wird
bei konstantem Volumen die Proportionalität zwischen absoluter Temperatur
T und Druck p gezeigt (Amontons). Es wird dabei auch der absolute Temperaturnullpunkt
bestimmt. Die Temperaturmessung stützt sich dann auf das Amontons'sche
Gesetz.
Erläuterungen:
Im Expeeriment wird als Gas Luft verwendet. Luft ist zwar kein ideales
Gas, jedoch ist bei der gegebenen Genauigkeit der Unterschied unerheblich.
Theorie:
Kinetische Gastheorie, Allgemeine Gasgleichung, Temperatur und Wärmemenge
Literatur:
Lehrbuch: Metzler Physik, S. 145 ff. Physikalisches Praktikum: Walcher,
S. 111 ff., Westphal, S. 97 ff.
Geräte:
1 Gasthermometer
1 Zusatz zum Gesetz von Amontons
1 Umwälzpumpe mit Thermostat und Wanne
1 Hg-Thermometer, Zubehör zu Thermostat
^ W3 Latente Wärmen
Ziel:
Das Auftreten latenter Wärmemengen ist ein wichtiges Phänomen
von Phasenübergängen. Es sollen hier die spezifische Schmelzwärme
(A) bzw. die spezifische Kondensationswärme (B) von H2O
experimentell bestimmt werden.
Methoden:
Die Schmelzwärme wird beim Schmelzen von Eis ermittelt, die Kondensationswärme
wird beim Kondensieren von Wasserdampf bestimmt. In beiden Fällen
wird in einem Mischungsversuch die latente Wärme in Wasser aufgenommen.
Durch die Abkühlung bzw. Erwärmung von Wasser kann die jeweilige
latente Wärme bestimmt werden.
Erläuterungen:
Bei den beiden Experimenten ist jeweils zu berücksichtigen, dass Wärme
durch Leitung, Konvektion und Strahlung verloren gehen kann. Deshalb ist
für geeignete Isolation zu sorgen.
Theorie:
Wärmelehre
Literatur:
Physikalisches Praktikum: Becker, S. 60 ff.
Geräte:
1 Flachkolben 250 ml
1 kurzes Glasrohr mit Stopfen + Tropfenfänger
1 Hg-Thermometer
1 Elektronisches Thermometer (Maey)
1 Kalorimeter mit Deckel
1 Gasbrenner
1 Dreibein
1 Asbestnetz
Bechergläser
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