Protokoll: w-0013

Schmelzen und Erstarren

Versuch 1:

Aufbau: Reagenzglas mit Wachs Thermometer Becherglas mit Wasser Heizplatte Stoppuhr

Durchführung:
Wir stellen das Reagenzglas mit dem Wachs in das Becherglas mit Wasser und erhitzen alles auf der Heizplatte. Alle 30 Sekunden wird nun die Temperatur gemessen.

Messung: t in min T in °C 0 15 0,5 22 1 34 1,5 c 2 46 2,5 50 3 53 3,5 56 4 60 4,5 68 5 79 t in min T in °C 0 70 0,5 62 1 60 1,5 58 2 54 2,5 47 3 35 3,5 20 4 10 4,5 10 5 10

Ergebnis:
Die Temperatur steigt zunächst an. Um die 50°C - 60°C verlangsamt sich dieser Anstieg.
Wird dann das geschmolzene Wachs in kaltes Wasser gehalten beobachten wir wieder eine Verlangsamung beim Erstarren.

Erklärung:
Um Wachs zu schmelzen benötigen wir Energie, die nicht zur Erwärmung dienen kann. Umgekehrt wird beim Erstarren Wärme frei, so dass der Abkühlungsvorgang verlangsamt wird.

Versuch 2:

Aufbau: Bechergläser mit heißem und kaltem Wasser Thermometer Eis

Durchführung:
Wir messen die Temperatur vom heißen und kalten Wasser. Die Mengen sollen etwa gleich sein. Dann kippen wir beide Flüssigkeiten zusammen und messen die Mischungstemperatur.
Anschließend wiederholen wir den Versuch mit etwa gleich großen Mengen an Eis und heißem Wasser.

Messung:
Die Temperatur der beiden Wassermengen beträgt 8°C bzw. 78°C.
Die Mischungstemperatur beträgt 41°C.

Im zweiten Versuchsteil beträgt die Wassertemperatur 82°C, das Eis hat eine Temperatur von 0°C.
Die Mischungstemperatur beträgt 15°C

Ergebnis und Erklärung:
Die Mischungstemperatur der beiden Flüssigkeiten liegt knapp unter der Mitte. Der Wärmeverlust erklärt sich dadurch, dass auch das Gefäß erwärmt werden muss. Außerdem wird Wärme an die Umgebung abgegeben.
Die zweite Mischungstemperatur liegt deutlich unter der Mitte. Der Wärmeverlust ist dadurch zu erklären, dass zum Aufbrechen der Bindungen im festen Eis Energie benötigt wird, die nicht mehr zur Erwärmung zur Verfügung steht.

Versuch 3:

Aufbau: Bechergläser mit heißem und kaltem Wasser, Menge etwa gleich Thermometer Heizplatte Schlauch

Durchführung:
Wir bringen das heiße Wasser zum Sieden und leiten den Dampf über den Schlauch in das kalte Wasser. Nun warten wir, bis das ganze heiße Wasser verdampft ist. Nun messen wir die Mischungstemperatur.

Messung:
Die Temperatur des kalten Wassers beträgt 8°C, der Dampf ist 100°C heiß..
Die Mischungstemperatur beträgt 84°C.

Ergebnis und Erklärung:
Die Mischungstemperatur liegt deutlich über der Mitte. Die zusätzliche Energie ist dadurch zu erklären, dass beim Kondensieren Wärme frei wird, die zusätzlich das Wasser aufheizt.

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