Umwandlung elektrischer Energie in Wärme
Grundlagen: Umwandlung elektrischer Energie
in Wärme
Die elektrische Leistung P = U·I z.B. eines Wasserkochers kann in Wärme
umgewandelt werden.
Die folgenden Versuche sollen diesen Vorgang genauer untersuchen.
Versuch 1: Wärmeenergie
a) Mische je 300g kaltes und siedendes Wasser und bestimme die Temperaturen vor
und nach dem Mischen.
* Untersuche die Mischungstemperatur auch für unterschiedlich große Mengen an
Wasser.
b) Fülle ein Becherglas mit kaltem Wasser. Erhitze dann 100g Blei, die Du in
einem Beutel in einen Wasserkocher hängst. Kippe dann das Blei in das kalte
Wasser.
Bestimme wieder die Temperaturen vor und nach dem Mischen.
c) Vergleiche die Ergebnisse aus a) und b) miteinander. Welcher Stoff kann
Wärmeenergie besser speichern?
Versuch 2: Erhitzung von Flüssigkeiten
a) Fülle 500mL Wasser in einen Wasserkocher und stelle ihn an. Miss alle 30
Sekunden die Temperatur.
b) Wiederhole den Versuch mit 500mL Speiseöl. ACHTUNG! Beende den Versuch
spätestens bei 80°C, indem Du den Wasserkocher ausschaltest !!!
c) Trage beide Messreihen in einem Temperatur-Zeit-Diagramm auf und vergleiche
die Vorgänge. Welche Bedeutung hat dies?
Versuch 3: Erhitzung verschiedener Mengen
a) Fülle 500mL Wasser in einen Wasserkocher und stelle ihn an. Miss alle 30
Sekunden die Temperatur.
b) Wiederhole den Versuch mit 1000mL Wasser.
c) Trage beide Messreihen in einem Temperatur-Zeit-Diagramm auf und vergleiche
die Vorgänge. Welche Bedeutung hat dies?
Zusammenfassung: Gesetz für die Thermische
Energie
Die Thermische Energie Wth oder Q wird berechnet durch die Gleichung
wobei m für die Masse, cspez für die spezifische Wärmekapazität
(eine Materialkonstante) und ΔT für die Temperaturdifferenz steht.
Erläutere warum diese Gleichung zu den Versuchen passt.