05.03.2021 Ökologie
26.02.2021 Lernzirkel

Informationen und Materialien zum Fach Biologie in allen Schulformen und für alle Schulstufen


Energie zur Erwärmung von Wasser - Arbeitsblatt

Leistungsaufnahme durch einen Wattmesser
Leistungsaufnahme durch einen Wattmesser

Material

Konservenbüchse oder Becherglas, jeweils 0,5 l, Spiritus- oder Kartouchengasbrenner, Holz- oder Glasstab, Waage, Thermometer, Gerät zur Messung der elektrischen Leistungsaufnahme, kleiner Tauchsieder

Durchführung

  1. Löse von einer Konservenbüchse mit 0,5 Liter Inhalt die Papieraufkleber, indem du es eine Zeitlang in Wasser einweichst. Oder verwende ein 0,5 l Becherglas.

  2. Wiege einen vollen Spiritus- bzw. Kartouchengasbrenner.

    Masse des Brenners vor dem Versuch: .....................................

  3. Erwärme dann 200 ml Wasser in dem gewählten Behälter um 5 - 10 oC mit dem Spiritusbrenner, wobei du laufend mit einem Holz- oder Glasstab umrührst. Beginne dabei bei einer Wassertemperatur zwischen 10 und 20 oC. Wiege danach den Brenner erneut.

    Masse des Brenners nach dem Versuch: .....................................

    Verbrauchte Masse Spiritus / Kartouchengas: ...............................................................................

  4. Pro g Ethanol / Propan / Butan wird eine Wärmeenergie von ca. 26,8 kJ/g / 46,3 kJ/g / 45,7 kJ/g frei.

    Dem Wasser zugeführte thermische Energie = 0,92 * Verbrauchte Masse Spiritus in g * 26,8 kJ/g = .........................................................

    Dem Wasser zugeführte thermische Energie = Verbrauchte Masse Propan-/Butangas in g * 46,3/45,7 kJ/g = .........................................................

  5. Berechne die Wärmekapazität von Wasser, indem du die zugeführte thermische Energie durch das Produkt aus der Masse des erwärmten Wassers und der Temperaturdifferenz teilst.

    Berechnete Wärmekapazität von Wasser (mit Einheiten): .....................................

Einordnung des Versuchsergebnisses

Schlage im Physikbuch den theoretischen Wert der Wärmekapazität von Wasser nach:

Theoretische Wärmekapazität von Wasser: .........................................................

Erkläre die Abweichung des experimentell ermittelten vom theoretischen Wert.


Beschreibe Vor- und Nachteile des Umrührens beim Erhitzen.


Alternativen

Wenn du über einen Tauchsieder verfügst, dessen Energieverbrauch dir bekannt ist, kannst du auch diesen zur Erwärmung einsetzen. Oder du misst die Leistungsaufnahme des Tauchsieders. Dabei entspricht ein Watt, das während einer Sekunde aufgenommen wird, einem Joule.