13. Mechanisches und elektrisches Wärmeäquivalent

13.a) Mechanisches Wärmeäquivalent

Zubehör:

	1 Energiewandler nach Schürholz, bestehend aus Kalorimetergefäß, Kupferschnur, Haltebolzen mit Feder
	1 Thermometer, 10 - 40 ^oC mit 1/5 Grad Teilung
	1 Masse von 5 kg
	bereitzustellen: Millimeterpapier

Aufgaben:

1. Berechnen Sie die Wärmekapazität des Kalorimeters und der Kupferschnur.

2. Bestimmen Sie das mechanische Wärmeäquivalent. Überlegen Sie, in welchem Temperaturbereich die größte Genauigkeit zu erwarten ist. Die Meßgenauigkeit können Sie anhand der Differentialgleichung diskutieren (siehe z.B. Walcher), indem Sie in die allgemeine Lösung die Randbedingungen einsetzen. Die so erhaltene Gleichung für C können Sie

nach einigen Umformungen nach Taylor entwickeln und daraus den relativen Fehler berechnen. Diese Gleichung müssen Sie dann nur noch interpetieren.

Hinweis:

	Bevor Sie die 5 kg-Masse an der Kupferschnur befestigen, muß die Kurbel arretiert werden, da andernfalls die Feder überdehnt wird und die Bleimasse auf den Boden oder evtl. auf Ihren Fuß fällt.
	Verwenden Sie immer doppelt destilliertes (sog. bidest) Wasser!

13.b) Elektrisches Wärmeäquivalent

Zubehör:

	1 Dewar-Gefäß mit Verschluß, Rührer und eingebauter Heizspirale
	1 Thermometer, 0 - 50 ^oC, 1/10 Grad Teilung
	2 Vielfachmeßinstumente
	1 Stoppuhr
	1 Niederspannungsnetzgerät
	1 Becherglas, 400 ml
	1 Thermometer, 0 - 100 ^oC, 1/10 Grad Teilung
	Kabel
	bereitzustellen: Millimeterpapier

Aufgaben:

1. Bestimmen Sie die Wärmekapazität (Wasserwert) des Kalorimeters einschließlich Heizspirale und Thermometer nach der Mischungsmethode.

2. Bestimmen Sie das elektrische Wärmeäquivalent.

Hinweis:

Verwenden Sie immer doppelt destilliertes Wasser!

Literatur:

W.Walcher	Praktikum der Physik
Bergmann-Schaefer	Lehrbuch der Experimentalphysik Bd. I
Gerthsen	Physik

Stichworte zur Vorbereitung:

	Wasserwert
	Mischungskalorimetrie
	Erster Hauptsatz
	abgeschlossene und offene Systeme
	Wärmeleitung
	Mechanismen zum Temperaturausgleich
	Mechanismus der Wärmeerzeugung durch Strom
	Zusammenhang zwischen verschiedenen in der Physik verwendeten Energieeinheiten.

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(c) Experimentelle Physik, Universität Ulm 04. Dezember 2001
V.i.S.d.P.: Othmar Marti, Experimentelle Physik, Universität Ulm
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