Abhängigkeit der Wärmeenergie von der Masse der Flüssigkeit
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Versuchsziel
Es soll gezeigt werden, dass die Wärmeenergie linear von der Masse des Stoff es abhängt.
Material
2x Glasgefäße
1400g Wasser und 700g Wasser
2x Thermometer (mit Laptop) (Messwerterfassungssystem: Vernier)
2x Tauchsieder
2x Teller/Untersetzer (um Tauchsieder abzulegen nach der Messung)
2x Schalter (um Tauchsieder einfacher ein- und auszuschalten)
Warnschild “heiß”
Versuchsaufbau
vgl. Abbildung 1
Abbildung 1: Skizze zum Versuchsaufbau
Durchführung
Der Tauchsieder wird ins Wasser eingetaucht und eingeschaltet. Die Messung wird einmal ca. 180 Sekunden mit 700g Wasser durchgeführt und einmal für weitere 180s mit 1400g Wasser durchgeführt.
Beobachtung
Die Temperatur des Wassers erhöht sich linear mit der Zeit. Außerdem hat sich die Steigung der Gerade mit 1400g Wasser (m=0,172 °C/s) halbiert im Gegensatz zur Steigung der Gerade (m=0,326 °C/s) mit 700g Wasser.
Abbildung 2: Temperaturverlauf in Abhängigkeit der Zeit bei 700g Wasser (Vernier)
Abbildung 3: Temperaturverlauf in Abhängigkeit der Zeit bei 1400g Wasser (Vernier)
Ergebnis
Die Wärmeenergie hängt linear von der Masse des Stoff es ab, denn bei doppelter Menge Wasser sich die Steigung halbiert hat.
Tipps und Tricks
Am besten ein Tauchsieder verwenden und keine Heizplatte, da sonst die Umgebungsverluste zu groß sind. Trotzdem ist es sinnvoll, einen Magnetrührer zu verwenden (anstatt mit dem Tauchsieder zu rühren), damit sich die Wärme homogen verteilt.