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Wär­me­leh­re

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.

Hin­weis

Es wird dar­auf hin­ge­wie­sen, dass für jedes Ex­pe­ri­ment ent­spre­chend der ei­ge­nen Durch­füh­rung vor der erst­ma­li­gen Auf­nah­me der Tä­tig­keit eine Ge­fähr­dungs­be­ur­tei­lung durch­ge­führt und do­ku­men­tiert wer­den muss. Jede fach­kun­di­ge Nut­ze­rin/jeder fach­kun­di­ge Nut­zer muss die auf­ge­führ­ten In­hal­te ei­gen­ver­ant­wort­lich prü­fen und an die tat­säch­li­chen Ge­ge­ben­hei­ten an­pas­sen.

Weder die Re­dak­ti­on des Leh­rer­fort­bil­dungs­ser­vers noch die Au­to­rin­nen und Au­to­ren der ver­öf­fent­lich­ten Ex­pe­ri­men­te über­neh­men jeg­li­che Haf­tung für di­rek­te oder in­di­rek­te Schä­den, die durch ex­ak­ten, ver­än­der­ten oder feh­ler­haf­ten Nach­bau und/oder Durch­füh­rung der Ex­pe­ri­men­te ent­ste­hen. Wei­ter­füh­ren­de In­for­ma­tio­nen er­hal­ten Sie unter www.​gef​ahrs​toff​e-​schu­le-​bw.​de

Di­dak­ti­sche Be­mer­kung

Ein we­sent­li­ches Lern­ziel bei die­ser Pro­blem­stel­lung ist die Dis­kus­si­on des En­tro­pie­stro­mes - bzw. die Frage, wel­che phy­si­ka­li­sche Grö­ßen man mit einem Pel­tier-Ele­ment be­stim­men kann. Pel­tier-Ele­men­te kann man für wenig Geld bei ver­schie­de­nen Ver­sand­fir­men er­wer­ben.

Pel­tier-Ele­ment - U-T-Dia­gramm

Pro­blem­stel­lung - offen

Re­cher­chie­ren Sie (siehe be­kann­te Quel­len) den Auf­bau und die Funk­ti­ons­wei­se eines Pel­tier- Ele­ments. Dis­ku­tie­ren Sie mit Ihrem Team, wel­cher Zu­sam­men­hang zwi­schen der Span­nung an den An­schluss­ka­beln des Pel­tie­r­ele­ments und der Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz zwi­schen den bei­den Sei­ten des Ele­ments zu er­war­ten ist.

Ma­te­ri­al/Ge­rä­te
  • Elek­tri­sche En­er­gie­quel­le (25V Gleich­span­nung, re­gel­bar)
  • Pel­tier-Ele­ment
  • La­bor­ka­bel, Kro­ko­dil­klem­men
  • Note­book
  • Soft­ware, Da­ten­log­ger, Netz­teil, Ver­bin­dungs­ka­bel, usw.
  • U-I-Sen­sor (bzw. falls U-Mes­sung im Da­ten­log­ger in­te­griert ist, Mess­ka­bel)
  • 2 Tem­pe­ra­tur­sen­so­ren
Vor­ge­hen
  • Legen Sie das Pel­tie­r­ele­ment auf eine kalte Un­ter­la­ge (Tisch­o­ber­flä­che, Me­tall­klotz, Sty­ro­por­plat­te und legen Sie oben auf das Pel­tie­r­ele­ment einen hei­ßen Ge­gen­stand oder legen Sie Ihre Hand auf das Pel­tie­r­ele­ment).
  • Be­kann­te Schrit­te ... U-t-Dia­gramm
  • In­ter­pre­ta­ti­on der auf­ge­nom­me­nen Dia­gram­me!

Pel­tier-Ele­ment - als En­tro­pie­strom­mess­ge­rät

Pro­blem­stel­lung - offen

Zur Ver­wen­dung kommt der Selbst­bau eines En­tro­pie­strom­mess­ge­rä­tes . Wir gehen hier­bei von fol­gen­der For­mel aus: IS = k⋅U/T; der Pro­por­tio­na­li­täts­fak­tor (nur nä­he­rungs­wei­se!) liegt bei dem vor­lie­gen­den Pel­tier-Ele­ment bei k = 9⋅Ct⋅K/V

Ma­te­ri­al/Ge­rä­te
  • Elek­tri­sche En­er­gie­quel­le (25V Gleich­span­nung, re­gel­bar)
  • Pel­tie­r­ele­ment mit an­ge­kleb­ten Tem­pe­ra­tur­sen­sor
  • La­bor­ka­bel, Kro­ko­dil­klem­men
  • Note­book
  • Soft­ware, Da­ten­log­ger, Netz­teil, Ver­bin­dungs­ka­bel, usw.
  • U-I-Sen­sor (bzw. falls U-Mes­sung im Da­ten­log­ger in­te­griert ist, Mess­ka­bel)
Vor­ge­hen
  • Be­kann­te Schrit­te ... U-t-Dia­gramm
  • In­ter­pre­ta­ti­on der auf­ge­nom­me­nen Dia­gram­me!

Down­load des ge­sam­ten Work­shops 1

Work­shop 1: Mes­ser­fas­sungs­sys­te­me tes­ten: Her­un­ter­la­den [pdf] [124 KB]

 

Wei­ter mit Optik