6 Mischungen

KS Olten 2013/14
Praktikum Wärmelehre
1. GYM
Praktikum 6: Mischungen
Lernziele
• Experimentelles Arbeiten:
– Du kannst einen Versuch vor der Durchführung planen und die nötigen Vorbereitungen
machen, damit dieser reibungslos gelingt.
– Du kannst die absolute und relative Abweichung eines Messergebnisses bestimmen und
deuten.
• Physik:
– Du weisst, was eine Mischungsrechnung ist und welches Prinzip dahintersteckt (Energieerhaltung!).
– Du kannst eine Mischungsrechnung eigenständig durchführen und die unbekannte Grösse
isolieren.
Material
Glasgefäss, Isoliergefäss, Aluminiumring, Heizplatte, Thermometer.
Durchführung
Ziel ist die Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität von Aluminium (cAl ). Dazu wird heisses
Aluminium schnell (!) von ca. 80°C (T1 ) in kaltes Wasser von Zimmertemperatur T2 gebracht und
die Mischtemperatur Tm gemessen. Auch T1 und T2 müssen möglichst genau gemessen werden. Wir
verwenden ca. 300 g kaltes Wasser. Mit der Kenntnis von cH2 O , diesen drei Temperaturen sowie den
gemessenen Massen kann man cAl berechnen!
Plane nun diesen Versuch möglichst gut: Wann musst du was messen und wie musst du jeweils
vorgehen? Melde dein Vorgehen dem Praktikumslehrer und beginne dann mit den Messungen, wenn
die Planung richtig ist.
Auswertung
Du hast nun alle nötigen Messungen gemacht: Bekannt sind also T1 , T2 , Tm , mAl , mH2 O und cH2 O =
4182 J/(kg °C). Berechne daraus mit Hilfe einer Mischungsrechnung den Wert für cAl und vergleiche
mit dem Literaturwert:
cAl = 896 J/kg°C.
Berechne damit wie in den vorangegangenen Praktika die relative und die absolute Abweichung.
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KS Olten 2013/14
Praktikum Wärmelehre
1. GYM
• 1. Tipp
T1 ist die Temperatur des heissen Wassers, nachdem der Aluminiumkörper und das ca. 80°C
heisse Wasser nach einer gewissen Zeit (ca. 2 Minuten warten und etwas rühren!) einen Gleichgewichtszustand angenommen haben. Insbesondere ist T1 die Temperatur des Aluminiumkörpers,
wenn man ihn im nächsten Schritt in das kalte Bad der Temperatur T2 gibt!
• 2. Tipp
Auch T2 muss man möglichst genau und vor dem Einbringen des Aluminiumkörpers messen. Dieses Wasser muss im Thermosgefäss sein, da ja in einem weiteren Schritt der Aluminiumkörper eingebracht wird und während dem Einstellen der Mischtemperatur möglichst wenig
Energie (Wärme) verloren gehen darf. Nach wenigen Minuten misst man also die Mischtemperatur. Beachte: T1 > Tm > T2 .
• 3. Tipp
Die Mischungsrechnung ergibt
mAl cAl (T1 − Tm ) = mH2 O kalt cH2 O (Tm − T2 )
Diese Gleichung muss man nach der Unbekannten cAl auflösen. Frage bei Problemen nach.
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