Becher mit Hanfisolation

Wärmedämmung mit Pflanzen? - Praktikum

Geräte und Chemikalien

Alkoholthermometer, Pyrometer, Bechergläser, Reagenzgläser, Glaswolle oder anderer herkömmlicher Dämmstoff, Thermo-Hanf oder anderer Dämmstoff aus nachwachsenden Rohstoffen

Versuche

Erstelle für jede Messung eine Wertetabelle und ein Schaubild.

1. Versuch

Achtung! Im folgenden Versuch muss man schnell messen und aufschreiben! Erster Messwert: Sowie das Thermometer in das heiße Wasser taucht!

Erhitze Wasser auf ca. 70 °C. Nimm ein Alkoholthermometer, halte es in Luft und stelle die angezeigte Temperatur fest. Senke es dann schnell in das Wasser und lese alle 2 Sekunden die angezeigte Temperatur ab. Führe den Versuch 1 Minute lang durch. Erkläre den Verlauf der gemessenen Temperatur.

2. Versuch

Lasse 100 ml heißes Wasser (Temperatur über 90 °C) 10 Minuten lang abkühlen. Miss jede Minute die Temperatur.

Abkühlung in Bechern aus verschiedenen Materialien

Lasse abkühlen in:

1. einem Becherglas
2. einer genügend großen Anzahl von Reagenzgläsern
3. einem Metallbecher
4. einem Porzellanbecher
5. einem Becher aus Styropor.

Die Becher stehen auf dem Tisch und sind nicht isoliert!

3. Versuch

Vergleiche die Wärmedämmung des Dämmstoffs aus nachwachsenden Rohstoffen mit der eines herkömmlichen Dämmstoffs (10 Minuten lang, jede Minute ein Messwert)

1. durch die Abkühlung von sehr heißem Wasser bei Zimmertemperatur.
2. durch die Abkühlung von warmem Wasser (30 °C) im Freien bei Temperaturen unter 10 °C.

4. Versuch

Halte jeweils einen Würfel mit der Kantenlänge 5 cm von den Dämmstoffen mit einer Tiegelzange so lange über die Spitze einer entleuchteten Gasbrennerflamme, bis sich keine Veränderung mehr ergibt. Ziehe den Dämmstoff immer wieder aus der Flamme heraus, um zu sehen, wie er sich verhält, wenn er nicht mehr erhitzt wird. Beschreibe die Veränderungen.

5. Versuch

Miss die Wand- bzw. Fenstertemperatur im Raum mit dem Pyrometer an verschiedenen Stellen (innen und außen an der gleichen Stelle). Erkläre die verschiedenen Temperaturen.

Aufgaben

Aufgabe 1

Beschreibe den herkömmlichen Dämmstoff und den Dämmstoff aus nachwachsenden Rohstoffen.

Aufgabe 2

Vergleiche den herkömmlichen Dämmstoff mit dem Dämmstoff aus nachwachsenden Rohstoffen in einer Tabelle.

1. Wärmeleitfähigkeit
2. Wärmespeicherkapazität
3. Dichte
4. Preis

Aufgabe 3

Berechne näherungsweise die Wärmeleitfähigkeit Lambda aus einer Abkühlungskurve, die du gemessen hast.

Berechne zuerst die Wärmeenergie, die deine Wasserportion an die umgebende Luft abgegeben hat. Dazu benötigst du die spezifische Wärmekapazität.

Die spezifische Wärmekapazität c ist diejenige Wärmeenergie, die man benötigt, um einen Körper einer Masse von 1 g (1 kg) um 1 K zu erwärmen. Sie ist eine Materialkonstante mit der Einheit 1 J / (g * K) = 1 kJ / (kg * K). c hat für Wasser den Wert 4,19 kJ / (kg * K).

Berechne dann die Wärmeleitfähigkeit.

Dabei wird die Thermische Energie in der Zeit Delta t bei der Temperaturdifferenz Delta T durch ein Material der Querschnittsfläche A (in der Einheit Meter) mit der Dicke l (in der Einheit Meter) hindurch geleitet.

Die Wärmeleitfähigkeit Lambda gibt also die Abhängigkeit des Wärmeenergietransports von der Stoffart an:

Delta Thermische Energie ist aus der ersten Rechnung bekannt.