Sind Wärmegewinn und Temperaturerhöhung unzertrennliche Phänomene?
+ Beispiele!
Nein
Bleibt die Temperatur eines Eis-Wasser-Gemischs während der gesamten Dauer des Schmelzens konstant.
Bleibt die Temperatur eines Dampf-Wasser-Gemischs während der gesamten Dauer der Verdampfung konstant
Währmezufuhr
Was kann passieren?
Eine Wärmezufuhr
Verursacht eine Temperaturerhöhung der Materie, wenn sie im selben Aggregatzustand bleibt.
Verursacht keine Temperaturerhöhung der Materie während einer Änderung ihres Aggregatzustandes.
Kalorimeter
Ähnelt einer Thermoflasche;
besteht aus doppelwandigen Dewar-Glasgefäß,
Innenteile mit einer dünnen Silberschicht versehen sind.
Nenne die zwei großen Prinzipe der Physik die man in einem Kalorimeter findet
die Reflexion der Infrarotstrahlen
die Isolation durch das Vakuum
Wieso braucht man Kalorimeter
Ein Kalorimeter ist ein Behälter (Dewar-Gefäß), der es ermöglicht seinen Inhalt thermisch von der Außenwelt abzuschließen
Woraus besteht ein Klorimeter
Sitzt in einm zylinderförmigen Kork Gefäss.
Im Deckle viele Löcher für
Thermometer
Wärmewiederstand
Rührstäbchen.
Expiriment: Verbindung zwichen Wärmemenge und Temperatur
Etappe 1
Wass in Kalorimeter. Es wird die t°0 gemessen. Dann wird mit den Währmewiederständen die t° erhöht. Wir nehemn mehrer Messungen
Wir stellen fest, dass die Temperatur erhöhung dt° direckt proportional zur Erwährmungsdauer ist.
Da dQ mit der Erwährmungsdauer zunimmt, können wir sagen, dass die Temperaturzunaheme dt° proportional zur Wärmemenge dQ ist.
Was ist Q?
Q ist die Wärmemenge
Etappe 2
Wir führen mehrer Messungen durch und erhöhen bei jedem Vesuch die Masse linear.
Wir erhitzen die verschiedenen Massen immer genau gleich
Wir stellen fest, dass die Temperaturzunahme
dt° umgekehrt proportional zur erwärmten Masse ist
Letze Etappe
Diese mal bleibt die Masse konsant aber wir verändern die Flüssigkeit?
Wir stellen fest, dass die Temperaturzunahme von der Art des erwärmten Körpers abhängt.
Schlussfolgerung
C = speizifische Wärmekapazität
Q = Wärmeenergie (in Joule oder kcal)
Spezifische Wärmekapazität des Wassers
Definition : Kalorie
Definition: Spezifische Wärmekapazität
Überlegungsfrage:
Warum gibt es in der Wüste große Temperaturschwankungen?
Weil es kein Wasser gibt, welches Wärme aufnehmen und abgeben kann, um die Schwankungen zu kompensieren
Das Experiment von Joule:
Suche nach der mechanischen Äquivalenz der Kalorimetrie
Zwei gleich schwere Massen liefern die Energie. Die Massen lösen in einem Behälter eine Drehbewegung von Schaufeln aus, die Wasser bewegen. Ander Schaufeln stehen fest um das Wasser zu bremsen.
Das Wasser wird erwährmt. (Wir gemesen mit Thermometer)
Somit bestimmt man E (Energie) aber auch die Q
Ergebins des Expirimentes von Joule
Die Größen E und sind direkt proportional zueinander. Das Verhältnis ist konstant und sein Wert beträgt 4186 J/kcal
Mischung von zwei Stoffen mit unterschiedlicher Temperatur
Zwichen den 2 Stoffen ensteht ein Wärmeaustausch
Es gibt solange einen Wärmeaustausch bis es ein thermisches Gleichgewicht gibt.
Wir gehen davon aus, das die Stoffe keine Energie an die Umwelt abgeben!
Die Wärmekapazität K eines Behälters
Wenn solch ein Behälter eine Wärmemenge
dQ erhält, so variiert seine Temperatur um dt°, so dass:
K ist eine Konstante, die man Wärmekapizität des Behälters nennt.
Was ist die Fuison?
Die Fusion ist der Übergang eines Körpers vom festen Zustand zum flüssigen Zustand durch Wärmezufuhr. Es gibt zwei Fusionsarten
Was ist die pappige Fusson?
Bestimmte Stoffe wie Fette, Butter, Eisen verlieren mit und mit ihrer Starrheit um flüssig zu werden und ihr verflüssigen steigt mit der Temperatur.
Was ist die echte Fuison?
Warum erhöht sich die Temperatur bei der Fusion nicht, trotz durchgehender Wärmezuhuhr?
Die gelieferte Wärme dient dazu der Kohäsion entgegenzuwirken (die Bindungen zwischen den Molekülen zu schwächen oder zu brechen)
Welche Faktoren beeinflussen die Fusionstemperatur?
a) Die Präsenz eines fremden Körpers.
Die Präsenz von Salz im Eis, senkt die Fusionstemperatur
Schlussfolgerung: die reinen und unreinen Körper haben nicht dieselbe Fusionstemperatur.
b) Einfluss des Drucks auf die Fusionstemperatur
Schnee schmilzt unter Autoreifen und friert danach wieder
Eine Druckerhöhung fördert die Eisfusion, indem sie die Fusionstemperatur senkt
Volumenvariation eines Körpers währen der Fusion
Die meisten Stoffe erhöhen ihr Volumen wenn sie schmelzen , außer Wasser (Anomalie des Wassers).
Dieselbe Wärmemenge Lf musss man 1kg dieses Körpers entnehmen, um ihn am Erstarrungspunkt vom flüssigen Zustand in den festen Zustand zu bringen, ohne die Temperatur zu senken.
Die Vaporisation
Die Vaporisation ist der Übergang eines Körpers vom flüssigen in den gasförmigen Zustand.
Es gibt 2 Vaporisationsarten:
· Die Verdunstung
· Das Sieden
Das Vaporisationsgesetzt
Wenn ein Körper schnell vom Flüssigen in den Festen zustand, übergeht, bringt man die Flüssigkeit an die Siedetemperatur.
Faktoren die die Siedetemperatur beeinflussen:
a) Die Präsenz eines fremden Körpers
b) Einfluss des Drucks auf die Siedetemperatur
Präsenz eines Fremdkörpers auf die Siedetemperatur:
Fügt man einer Flüssigkeit einen fremden Körper hinzu, so ändert man seine Siedetemperatur.
Salz erhöht die Siedetemp. des Wassers, weil das Salz an sich erst höher siedet.
Einfluss des Drucks auf die Siedetemperatur
Erhöht man den Druck oberhalb der Flüssigkeit, so erhöht man seine Siedetemperatur.
In den hohen Bergen ermöglicht der geringe Luftdruck dem Wasser bei niedrigeren Temperaturen als bei 100°C zu kochen.
Definition Vaporisationswärme
Dieselbe Wärmemenge Lv muss man 1kg dieser Substanz (am Kondensationspunkt) entnehmen, um ihn vom gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand zu bringen, ohne die Temperatur zu senken.
Gesamtschlussfolgerung Vaporisation
Wir betrachten einen Stoff mit einer Masse m und einer spezifischen Wärmekapazität c bei einer Anfangstemperatur t°0. Wenn dieser Körper Energie dQ enthält und wenn seine Endtemperatur grösser als die der Zustandsänderung des Stoffes ist, so muss die Rechnung angepasst werden, indem man sie in verschiedenen Etappen zerlegt
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