Wärmeleitug bei Festkörpern (Cu, Fe, Holz)
Material:
- Fertiger Aufbau für Wärmeleitung bei Festkörpern
- Dampferzeuger
- Stativmaterial
- Kamera
Beschreibung:
Mit dem Versuchsaufbau kann die unterschiedliche Wärmeleitung bei Festkörpern demonstriert werden. Der Versuchsaufbau besteht aus einer metallischen Dose in der drei Festkörperstifte (Kupfer, Eisen, Holz) befestigt sind. Durch die Doste wird heißer Wassserdampf geleitet, welcher die drei Festkörperstifte gleichmäßig erwärmt (Bild01: Wärmeleitung bei Festkörpern 01). Die drei Festkörperstifte haben den gleichen Durchmesser und die gleiche Länge und werden über Korkstopfen in die Dose eingeführt. An den außeren Enden der Stifte werden über eine temperaturempfindliche Knetmasse Kunststoffplättchen angebracht (Bild02: Wärmeleitung bei Festkörpern 02). Auf den Kunststoffplättchen sind die Namen der Festkörper angebracht. Vor Beginn der Versuchsdurchführung wird das Wasser im Dampferzeuger auf eine hohe (nicht kochend) Temperatur gebracht. Direkt vor der Durchführung wird die Temperatur des Dampferzeugers komplett aufgedreht. Sobald das Wasser zu kochen beginnt, wird der Belüftungsstopfen am Dampferzeuger draufgesetzt und der heiße Wasserdampf kann durch die Apparatur strömen. Es dauert zunächst einen Moment, bis die Apparatur und die Zuleitungen sich durch den heißen Wasserdampf aufgeheizt haben. Sobald heißer Wasserdampf auch durch den Ausgangsschlauch am Ende der Dose rauskommt, kann davon ausgegangen werden, dass die drei Festkörperstife sich aus dem Inneren der Dose gleichmäßig erwärmen können. Da Kupfer die größte Wärmeleitfähigkeit besitzt, wird zuerst (nach wenigen Minuten) das Kunststoffplättchen beim Kupferstift abfallen. Erst nach mehreren weiteren Minuten wird als zweites das Plättchen bei dem Eisenstift abfallen. Da beim Holz die Wärmeleitfähigkeit so gering ist, wird der Versuch nach dem Abfallen des Plättchens beim Eisenstift abgebrochen.
Betriebsanweisungen:
Versuchsbilder:
