Phasenübergänge
Kalorik
P2.4.1 Schmelzwärme und Verdampfungswärme P2.4.1.1 Bestimmung der spezifischen Verdampfungswärme von Wasser P2.4.1.2 Bestimmung der spezifischen Schmelzwärme von Eis
Kat.-Nr.
Bezeichnung
P2.4.1.1 (a)
P2.4.1.2 (a)
Bestimmung der spezifischen Verdampfungswärme von Wasser (P2.4.1.1_a)
386 48
Dewargefäß-Kalorimeter
1
1
384 17
Kondenswasserabscheider
1
382 34
Thermometer, -10 ... +110 °C/0,2 K
1
1
315 23
Schul-Laborwaage 610 Tara
1
1
303 28
Dampfentwickler
1
667 194
Silikonschlauch, 7 x 1,5 mm, 1 m
1
664 104
Becherglas, DURAN, 400 ml, nF
1
300 02
Stativfuß, klein, V-förmig, 20 cm
1
300 42
Stativstange, 47 cm, 12 mm Ø
1
301 01
Leybold-Muffe
2
666 555
Universalklemme, 0 ... 80 mm
2
303 25
Sicherheits-Tauchsieder
1
590 06
Kunststoffbecher, 1000 ml
1
1
Wird einer Substanz bei konstantem Druck Wärme zugeführt, erhöht sich im allgemeinen ihre Temperatur. Wenn allerdings ein Phasenübergang in der Substanz stattfindet, steigt die Temperatur trotz Wärmezufuhr nicht, da die Wärme zur Phasenumwandlung benötigt wird. Sobald die Phasenumwandlung abgeschlossen ist, steigt die Temperatur bei weiterer Wärmezufuhr wieder an. So wird z.B. zum Verdampfen von Wasser pro Masseneinheit die spezifische Verdampfungswärme Q V und zum Schmelzen von Eis pro Masseneinheit die spezifische Schmelzwärme Q S benötigt. Zur Bestimmung der spezifischen Verdampfungswärme Q V von Wasser wird im Versuch P2.4.1.1 reiner Wasserdampf in ein Kalorimeter geleitet, in dem er kaltes Wasser auf die Mischungstemperatur Jm erwärmt. Der Wasserdampf kondensiert unter Abgabe der Verdampfungswärme zu Wasser, das auf die Mischungstemperatur abgekühlt wird. Man misst die Anfangstemperatur J2 und die Masse m2 des kalten Wassers, die Mischungstemperatur Jm und die Gesamtmasse m = m1 + m2 Aus dem Vergleich zwischen abgegebener und aufgenommener Wärmemenge folgt QV =
m1 ⋅ c ⋅ ( ϑm − ϑ1 ) + m2 ⋅ c ⋅ ( ϑm − ϑ2 ) m1
ϑ1 ≈ 100 °C, c: spezifische Wärrmekapazität von Wasser Im Versuch P2.4.1.2 wird zur Bestimmung der spezifischen Schmelzwäme reines Eis in ein Kalorimeter gefüllt, in dem es warmes Wasser auf die Mischungstemperatur Jm abkühlt. Das Eis schmilzt unter Aufnahme der Schmelzwärme zu Wasser, das auf die Mischungstemperatur steigt. Analog zum Versuch P2.4.1.1 gilt für die spezifische Schmelzwärme QS =
m1 ⋅ c ⋅ ( ϑm − ϑ1 ) + m2 ⋅ c ⋅ ( ϑm − ϑ2 ) m1
ϑ1 = 0 °C
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