Energieumwandlung von mechanischer Energie in Wärmeenergie
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Versuchsziel
Es soll gezeigt werden, dass mechanische Energie in Wärmeenergie umgewandelt werden kann.
Material
Handrührer
Sand
Gefäß
Thermometer (hier: Vernier als Messwerterfassungsprogramm)
Laptop oder anderes digitales Endgerät
Versuchsaufbau
vgl. Abbildung 1
Abbildung 1: Skizze zum Versuchsaufbau
Durchführung
Zu Beginn wird die Umgebungstemperatur und die Temperatur des Sandes gemessen. Das Thermometer wird aus dem Sand entfernt. Anschließend wird der Sand ca. 120 Sekunden auf voller Stufe gerührt.
Im Anschluss wird nochmal die Umgebungstemperatur und die Temperatur des Sandes gemessen.
Beobachtung
Die Temperatur des Sandes nach dem Rühren (blau) ist größer als vor dem Rühren (rot).
Abbildung 2 Temperaturverlauf vor (rot) und nach dem Rühren (blau) (Vernier)
Ergebnis
Durch die Reibung (mechanische Energie) der Rührstäbe des Handrühres mit den Teilchen des Sandes wird dem Sand Energie (Wärmeenergie) übertragen. Hierdurch steigt die Temperatur des Sandes.
Tipps und Tricks
Es muss lang genug gerührt werden damit die Temperatur des Sandes um mindestens 1°C erhöht wird (hier: 120s)
Damit der Graph aussagekräftig ist, müssen beide Temperaturverläufe in ein Koordinatensystem eingetragen werden. Zusätzlich sollte im Messwerterfassungsprogramm ein geeigneter Bereich ausgewählt werden, damit der Unterschied deutlich sichtbar wird.