naturwiss.Praktikum Klasse 10_0001 Physik

Experiment 9 : Verdampfungswärme von Wasser

Vor/Nachbereitung : Dorn-Bader Physik Mittelstufe (weiß Ausgabe 1980)

· Erwärmung und Messung der Wärmeleitung : Q = c * m * (delta theta) :§ 44 (S.130 f) : auch § 46 , Versuch 33

· Verdampfung § 49 besonders Abschnitt 5 , Versuch 53 und Tabelle 149.1

Material:

1 Erlenmeyer-kolben 50 cm3ml in H 1 r

1 Becherglas, 250 cm³ml in F –1 m

1 Thermometer in H –2 r

1 Tischklemme

3 Leybold-Muffen in F –2 r

1 Stativ (Wagen)

2 Stativstangen, 25 cm in C 6

1 Metermaß in K 2 lu

1 Bunsenbrenner mit Gasschlauch oder

1 Butangasbrenner (in H 2)Wagen

1 Stoppuhr (Wagen)

1 Kraftmesser, 200 p in F –1 r

30 cm und 25 cm Angelschnur (Lehrer)

Wichtig:

Der Brenner wird erst während des Vorversuches angezündet. Dann wird er angezündet gelassen um bis zur Messung der Verdampfungswärme nichts zu verändern

Aufbau:

Abbildung 1

1. Die 30 cm lange AngelSchnur (a) und das Stück Angelschnur (b) von 25 cm Länge weirden mitteinander dem Hals des Erlenmeyerkolbens verknotet (An beiden Enden Schlaufen, in der Mitte ein Webeleinstek um den Hals des Erlenmeyerkolbens ; (Nebenskizze 1vom Lehrer zeigen lassen). Dann schlingt man Angelschnur (b) um den Hals des Erlenmeyerkolbens und verknotet die Enden von Schnur(b).

2.. [Der Bunsenbrenner wird in Muffe (c) geschoben, aber nicht festgeklemmt. Deshalb kann die entsprechende Klemmschraube enitfemrnt werden (Nebenskizze 2)].

Wird der Butangasbrenner benutzt, so stellt man ihn gemäß Nebenskizze 3 neben die Muffe (c).

3. Der Erlenmeyerkolben hängt etwa 6 cm über dem Bunsenbrenner.

4. Nachdem der leere Erlenmeyerkolben an den Kraftmesser gehängt ist, wird der Kraftmesser abgelesen. (m₁₎

5. Das 250 cm³-Becherglas ist etwa zur Hälfte mit Leitungswasser gefüllt.

Messungen

Zu beachten:

Beim Anzünden und Regeln der Flamme steht der Bunsenbrenner nicht -unter dem Becherglas. Der Bunsenbrenner brennt mlf mit kleiner, etwa 5 cm hoher, nicht leuchtender Flamme.

Der Bunsenbrenner wird während des Versuchs nicht ausgelöscht. Die Flammengröße darf nicht geändert werden.

A Vorversuch, Bestimmen der Brennerleistung :

Wir wollen zunächst in einem Vorversuch die Wärmemenge bestimmen, die der Bunsenbrenner bei einer bestimmten Flammen₉röße Flammengröße in einer Minute abgibt, also die Wärmeleistung P = Q / t. (Ergebnis in J/min und W = J/s)

1. Bestimme und trage in Tabelle 1 ein die Masse m₀ des Erlenmeyerkolbens. (Der Kraftmesser zeigt hier die Gewichtskraft in pond an - Ihr erinnert euch an die Erläuterung in früheren Versuchen -. Das liefert in Freiburg den Zahlenwert der Masse in g)

2. Gieße zunächst 5ca.40 g Wasser in das kleine Becher-glasden Erlenmeyerkolben (Kraftmesser beobachten!). Trage diesen Werte für die Masse Kolben mit Wasser und die Masse m₀₁ des Wassers in eine Hufstabelle Messtabelle nach Muster 1 ein.

3. Missß mit dem Thermometer die Wassertemperatur theta₁ und trage auch diesen Wert in die Hufstabelle Messtabelle ein.

4. Nimm nun den Bunsenbrenner unter dem BecherglasErlenmeyerkolben weg. Zünde ihn an und regele die Flamme ein.

5. Schiebe ihn dann wieder ian Muffe (c) und setze in diesem Augenblick die Stoppuhr in Gang.

6. Ziehe den Bunsenbrenner nach genau 360 5 s unter dem Becherglas weg. Rühre das Wasser im Becherglas um. Lies die neue Wassertemperatur theta₂ dann ab, wenn sich der Thermometerstand nicht mehr ändert. Trage diesen Wert sowie den für die Erwärmungszeit T in die Hilfstabelle ein.

7. Wiederhole den Versuch mit dem gleichen Wasser und trage die Werte in Tabelle 1 ein.

8. Bestimme die Wärmeleistung P = Q/T des Brenners !

B Bestimmung der Verdampfungswärme

Nun wollen wir untersuchen, wie viel Wasser verdampft, wenn wir siedendem Wasser eine bestimmte Wärmemenge zuführen.

1. Stelle den Bunsenbrenner wieder ain Muffe (c).

2. Setze die Stoppuhr erst dann in Gang, wenn das Wasser zu sieden beginnt. (Das Wasser siedet, wenn größere Dampfblasen an der Wasseroberfläche platzen.>)

3. Beobachte nun den Kraftmesser und lies nach genau 360 5s ab (Stoppuhr weiterlaufen lassen!)

3. die Masse (m desAnzeige = Kolben+Wasser) Wassers ab. Trage diesen Wert sowie den für die Erwärmungszeit T in eine die Tabelle 2 nach Muster II ein.

4. Warte nun, bis die Stoppuhr 120 60 s anzeigt. Bestimme dann erneut die Masse m des Wassers. Trage Nieder wieder die Werte für m und für die Erwärmungs ~zeit T in Tabelle II 2 ein.

5.

Führe weitere Messungen aus, nachdem das Was- -

5. >ser jeweils 30 weitere s180 5 und 240 5 gesiedet hat. Trage jedesmal die Nerte Werte für m und T in die Tabelle II 2 ein.

Muster für Tabellen:

Tabelle 1 : Leistung des Brenners

spezifische Wärmekapazitäten : Glass c_G = 0,75 J/(g*K) Wasser c_W = 4,19 J(g*K)

Masse Glaskoben m0	g
Masse Wasser + Glaskolben	g
Masse Wasser m1	g
Anfangstemperatur theta1	°C
Endtemperatur theta2	°C
Erwärmungszeit delta t	s
delta theta	°C
zugeführte Wärme Q = QGlas + QWasswer	J
Leistung Q/t	W= J/s

Masse des

Tabelle 2: Verdampfungswärme 9

Wassers m,

Zeit T / s	Masse Kolben + Wasser / g	Masse verdampftes Wasser / g
0
30
60
90
120
150
180

Auswertung :

· Diagramm :Trage die Menge verdampften Wasser über der Erwärmungszeit auf

· Bestimme aus Wärmeleistung und den Daten aus Tabelle 2 die spezifische Verdampfungswärme von Wasser, d.h. die Wärme, die zur Verdampfung von 1g Wasser aufgebracht werden muss.

· Versuche den relativen Fehler abzuschätzen !

TEr,wdrm ungszeit -Anfangs-

temperatur ~, ec

~E~dtCm peratur

Muster

TErwärm ungszeit Masse des Wassers

Muster