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.gefahrstoffe-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