Wärmeleitung in Flüssigkeiten (Artikelnr.: P )

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1 Lehrer-/Dozentenblatt Wärmeleitung in Flüssigkeiten (Artikelnr.: P ) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Physik Bildungsstufe: Klasse 7-10 Lehrplanthema: Wärmelehre Unterthema: Wärmetransport und Wärmedämmung Experiment: Wärmeleitung in Flüssigkeiten Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit empfohlene Gruppengröße Leicht 10 Minuten 10 Minuten 2 Schüler/Studenten Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Butanbrenner Labogaz Butan-Kartusche C 206 ohne Ventil, 190 g Eiswürfel Eis, zerstoßen (Eiswürfel, Hammer und Tuch) Streichhölzer Schere Schlagwörter: Aufgabe und Material Lehrerinformationen Zusätzliche Information Dieser Versuch zeigt sehr anschaulich, dass Wasser ein schlechter Wärmeleiter ist: Während oben das Wasser schon siedet, bleibt unten ein Eisstück erhalten. Wärmeströmung findet hier nicht statt, da das Wasser am oberen Ende erhitzt wird. Hinweise zu Aufbau und Durchführung 1. Das Reagenzglas sollte vorsichtig mit kleiner Flamme erhitzt werden. 2. Wenn man kein Eis zur Verfügung hat, kann auch allein durch Messen der Temperaturschichtung die schlechte Wärmeleitfähigkeit gezeigt werden. 3. Das Thermometer muss sehr langsam eingeführt werden, damit die Temperaturschichtung nicht zerstört wird. Anmerkung Dieser Versuch zeigt außerdem, dass auch Glas nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt. In einem Metallgefäß ließe sich der Versuch nicht durchführen.

2 Wärmeleitueg ie Flüssigkeitee (Artikeler.: P ) Aufgabe ued Material Aufgabe Gibt es Wärmeleitueg im Wasser? Erwärme ein Reagenzglas mit Wasser, ohne dass Wärmeströmung auftritt und untersuche die Temperaturen im Reagenzglas.

3 Material Positioe Material Besteller. Meege 1 Stativfuß, variabel Stativstange Edelstahl 18/8, l = 600 mm, d = 10 mm Doppelmuffe Universalklemme, Stellschraube an beweglicher Seite Rührstab Schülerthermometer, C, l = 230 mm Becherglas DURAN, niedrige Form, 250 ml Reagenzglas, d = 30 mm, l = 200 mm, DURAN, 1 Stück Eisendraht, d = 0,5 mm, l = 50 m Zusätzliches Material 10 Butanbrenner Labogaz Butan-Kartusche C 206 ohne Ventil, 190 g Eiswürfel 13 Eis, zerstoßen (Eiswürfel, Hammer und Tuch) 14 Streichhölzer 15 Schere 1 Aufbau ued Durchführueg Aufbau Achtueg! 1. Das Reagenzglas muss ganz vorsichtig im oberen Teil erhitzt werden. Halte es nicht direkt in die Flamme! 2. Beim Erwärmen des Wassers werden das Reagenzglas und die Universalklemme heiß! Aufbau Baue das Stativ wie in den folgenden Abbildungen auf.

4 Abb. 1 Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4a Abb. 4b

5 Abb. 5 Abb. 6 Abb. 7 Umwickle ein größeres Eisstück fest mit Draht und gib es in das Reagenzglas. Das entstehende Drahtnetz bietet nachher einen Anhaltspunkt dafür, wie schnell das Eis schmilzt.

6 Abb. 8 Zerkleinere das übrige Eis mit einem Hammer, wobei du es vorher in ein Tuch wickelst, damit keine Splitter wegspringen. Abb. 9 Abb. 10 Fülle das Becherglas etwa zur Hälfte mit Eis. Abb. 11 Gib soviel kaltes Wasser dazu, bis das Eis gerade eben bedeckt ist und rühre sorgfältig um.

7 Abb. 12 Fülle das Reagenzglas bis auf ca. 3 cm unter dem Rand mit Eiswasser. Abb. 13 Abb. 14 Stelle das Reagenzglas mit der Universalklemme etwas schräg.

8 Abb. 15 Durchführueg Erhitze das Reagenzglas vorsichtig im oberen Teil mit dem Brenner bis es oben siedet. Beobachte das Eisstück und notiere deine Beobachtungen im Protokoll. Stelle den Brenner aus. Miss mit dem Thermometer vorsichtig (ohne das Wasser aufzuwirbeln) die Temperatur im oberen Teil, in der Mitte und im unteren Teil des Reagenzglases.

9 Protokoll: Wärmeleitueg ie Flüssigkeitee Ergebeis - Beobachtuegee 1 (10 Puekte) Was geschieht mit dem Eisstück während des Erhitzens? Ergebeis - Beobachtuegee 2 (10 Puekte) Ist es noch vorhanden, wenn das Wasser oben siedet?

10 Ergebeis - Beobachtuegee 3 (10 Puekte) Wie ist die Wassertemperatur im Reagenzglas oben, in der Mitte und unten? Auswertueg - Frage 1 (10 Puekte) Findet Wärmeströmung im Reagenzglas statt?

11 Auswertueg - Frage 2 (10 Puekte) Leitet Wasser die Wärme gut? Auswertueg - Frage 3 (10 Puekte) Gib andere Beispiele an, die das Ergebnis des Versuches bestätigen.