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Wär­me­ka­pa­zi­tät eines Ka­lo­ri­me­ters (SV)

Bil­dungs­plan­be­zug

In­halts­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen

3.3.1 Che­mi­sche En­er­ge­tik

(2) eine ka­lo­ri­me­tri­sche Mes­sung pla­nen, durch­füh­ren und aus­wer­ten (Re­ak­ti­ons­ent­hal­pie)

Pro­zess­be­zo­ge­ne Kom­pe­ten­zen

2.1 Er­kennt­nis­ge­win­nung

(5) qua­li­ta­ti­ve und quan­ti­ta­ti­ve Ex­pe­ri­men­te unter Be­ach­tung von Si­cher­heits- und Um­welt­as­pek­ten durch­füh­ren, be­schrei­ben, pro­to­kol­lie­ren und aus­wer­ten

Ma­te­ria­li­en

  • Ge­trän­ke­do­se (0,33 L)
  • Was­ser­ko­cher
  • Mess­zy­lin­der (50 mL)
  • Ther­mo­me­ter

Durch­füh­rung

  1. Mes­sen Sie in dem Mess­zy­lin­der exakt 50 mL kal­tes Was­ser ab (Zim­mer­tem­pe­ra­tur).
  2. Be­fül­len Sie die Ge­trän­ke­do­se mit dem kal­ten Was­ser und be­stim­men die Tem­pe­ra­tur genau.
  3. Mes­sen Sie nun in dem Mess­zy­lin­der exakt 50 mL war­mes Was­ser (zwi­schen 40°C und 50°C) ab und be­stim­men auch hier die Tem­pe­ra­tur genau.
  4. Geben Sie an­schlie­ßend das warme Was­ser in die Ge­trän­ke­do­se, rüh­ren kurz um und mes­sen die Misch­tem­pe­ra­tur.

Hin­wei­se für die Lehr­kraft

  1. Der CK-Wert der Ge­trän­ke­do­se liegt ca. bei 14 J/K
  2. Eine GBU ist nicht not­wen­dig, da keine Ge­fahr­stof­fe ver­wen­det wer­den.

Mus­ter­aus­wer­tung

Mess­wer­te

m1 (Was­ser) = 50,00 g

m2 (Was­ser) = 50,00 g

T1 = 20,1 °C

T2 = 46,6 °C

TM = 32,6 °C

Be­rech­nung der Tem­pe­ra­tur­än­de­rung

Δ T 1 = 32 ,6 ° C − 20 ,1 ° C = 12 ,5 K Δ T 2 = 36 ,6 ° C − 46 ,6 ° C = − 14 ,0 K %DELTA T = 32,6 °C - 20,1°C = 12,5 K newline %DELTA T = 36,6 °C - 46,6°C = -14,0 K

Be­rech­nung von CK

Q Ab = − Q Auf c w ⋅ m 2 ⋅ Δ T 2 = − ( c w ⋅ m 1 + C K ) ⋅ Δ T 1 ⇒ − c w ⋅ m 2 ⋅ ( Δ T 2 Δ T 1 ) = c w ⋅ m 1 + C K ⇒ C K = − c w ⋅ m 2 ⋅ ( Δ T 2 Δ T 1 ) − c w ⋅ m 1 = − 4 ,19 J g ⋅ K ⋅ 50 g ⋅ ( − 14 ,0 K 12 ,5 K ) − 4 ,19 J g ⋅ K ⋅ 50 g = 25 ,1 J K Q_Ab = - Q_Auf newline c_w cdot m_2 cdot %DELTA T_2 = -( c_w cdot m_1 + C_K) cdot %DELTA T_1 newline "" drarrow -c_w cdot m_2 cdot ({ %DELTA T_2 } over { %DELTA T_1 }) = c_w cdot m_1 + C_K newline "" drarrow C_K = -c_w cdot m_2 cdot ({ %DELTA T_2 } over { %DELTA T_1 }) - c_w cdot m_1 newline "" = -4,19 { J } over { g cdot K } cdot 50g cdot ( - {14,0K} over {12,5K} ) -4,19 J over { g cdot K }cdot 50g newline ""= 25,1 J over K

Wär­me­ka­pa­zi­tät eines Ka­lo­ri­me­ters (SV): Her­un­ter­la­den [docx][476KB]

Wär­me­ka­pa­zi­tät eines Ka­lo­ri­me­ters (SV): Her­un­ter­la­den [pdf][302KB]