Thermodynamik Elemente

Adiabatische Kompression

Material

• Gasspritze 100 ml
• NiCr-Ni Thermoelement
• Sensor Cassy
• Cassy Display mit µV-Box

Beschreibung

Durch schnelles Zusammendrücken des Luftvolumens in der Gasspritze (adiabatische Kompression) ergibt sich eine kurzfristige Temperaturveränderung im µV - Bereich, die mit einem Thermoelement und der µV-Box gemessen werden kann.

Bimetall

Material

• Bimetallstreifen
• Stativmaterial
• Laborbrenner

Beschreibung

Zwei aufeinander genietete Metallstreifen (Fe,Zn) werden leicht erwärmt bis eine Krümmung eintritt.

Gesetz von Boyle-Mariotte

Material

• Boyle-Mariotte-Gerät E (3B Scientific, Nr. 1017366)

Beschreibung

Mit dem Gerät lässt sich der Zusammenhang zwischen Druck und Volumen einer abgeschlossenen Luftmenge bei konstanter Temperatur beobachten.

Demonstration der Kräfte bei festen Körpern bei Temperaturerhöhung

Material

• Bolzensprenger Ley 381 16
• Bunsenbrenner
• Stativmaterial

Beschreibung

Ein Bolzen aus Gußeisen wird in die Halterung eingeklemmt und mit dem Keil fixiert. Anschließend wird der mittlere Stab mit Hilfe eines Bunsenbrenners erwärmt und mit dem Keil nachgespannt. Bei Abkühlung des Stabes verursacht die Kraft des sich abkühlenden Stabes das Bersten des Bolzens.

Kritische Temperatur

Material

• opt. Bank, 6 Reiter
• Halogenlampe mit Trafo
• 2 Irisblenden mit Halter
• Kondensor 75 mm
• Umkehrprisma
• Druckkammer für kritische Temperatur (Ley 371401)
• Umwälzthermostat, Julabo ED

Beschreibung

Die Druckkammer ist mit Schwefelhexafluorid gefüllt. Kritische Temperatur: 45,5 Grad Celsius, kritischer Druck: 37,6 bar.

Es lässt sich die Phasengrenze bzw. deren Verschwinden  bei Temperaturerhöhung über 45,5  °C direkt oder in Projektion beobachten.

Latente Wärme

Material

• 2 Temperaturmessgeräte, digital (Ley 666 210)
• 2 Temperaturfühler, NiCr-Ni (Ley 666 193)
• 2 Bechergläser 800 ml
• 1 Stück Kupfer ca. 240 g
• Stativmaterial

Beschreibung

2 Gefäße sind mit der gleichen Menge Wasser von Raumtemperatur gefüllt.

In eines wird ein Stück Kupfer (ca. 240 g), das im Wasserbad auf 100 Grad erwärmt wurde, und in das andere die gleiche Menge auf 100 Grad erhitztes Wasser gegeben. Der Temperaturanstieg wird beobachtet.

Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung

Material

• Gerät zur kinetischen Theorie (Phywe 09060.93) mit Auffänger und Registrierkammer (Phywe 09061.00)
• Glaskugeln d = 2 mm
• Thyristorregler
• 2 Stativfüße

Beschreibung

Mit dem Gerät kann gezeigt werden, dass für die ungeordnete Bewegung einer großen Anzahl von Partikeln (Glaskugeln) eine Verteilungsfunktion für die Geschwindigkeit besteht.
Die auf eine feste Höhe eingestellte Messkammer wird mit 400 Glaskugeln gefüllt. Danach wird die Bodenplatte in Bewegung versetzt und Kugeln mit unterschiedlicher Bewegungsenergie verlassen die Kammer. Die Schichthöhen in den einzelnen Zellen der Registrierkammer sind ein Maß für die Häufigkeit der im Modellgas auftretenden Geschwindigkeiten.

Meißner-Ochsenfeld-Effekt, Supraleitung

Material

• CSDK 1- Set bestehend aus aus einer supraleitenden Scheibe Y Ba7 Cu3 7-x (d=22 mm)
• NdFeB Magnet
• Styroporgefäß
• Pinzette
• flüssiger Stickstoff

Beschreibung

Die supraleitende Scheibe wird in das Styroporgefäß gelegt und mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Der vorher aufgelegte Magnet fängt nach Erreichen der Sprungtemperatur an zu schweben.

Modellversuch zur Diffusion v. Gasen

Material

• kleiner Luftkissentisch mit Gebläse
• je 10 Magnetgleiter grün und blau
• Trennstreifen
• Overheadprojektor

Beschreibung

Anhand dieses Modellversuchs kann die Diffusion zweier verschiedener Gase demonstriert werden.
Nach Entfernen des Trennstreifens entsteht ein einheitliches Gemisch der ursprünglich getrennten Gase.

Modellversuch zur kinetischen Gastheorie

Material

• Vibrationsgenerator (3B Scientific, U56001)
• Zubehör zur kinetischen Gastheorie
• farbige und klare Glaskugeln unterschiedlicher Masse
• Funktionsgenerator mit Leistungsausgang
• Multimeter

Beschreibung

Der Versuch dient zur Veranschaulichung der Bewegung von Molekülen und Atomen in einem dem Schwerefeld der Erde unterliegenden Gasgemisch.
Das Modellgas wird durch ein auf einem Lautsprecher basierenden Schwingsystem bei einer Frequenz von 30 Hz in Bewegung versetzt - die  Kugeln werden beobachtet.

Osmose

Material

• Eiweiß-Natur Saitling, l = ca. 5,5 cm
• 20%ige Zuckerlösung (Glucose) in destiliertem Wasser
• Steigrohr mit Schliff und Skale, l = 35 cm
• Becherglas 600 ml, hohe Form
• Laborboy
• Tischstoppuhr
• Stativmaterial

Beschreibung

Der Eiweß-Natur Saitling wird mit der Zuckerlöung befüllt und in ein mit Wasser gefülltes Becherglas gestellt. Aufgrund des osmotischen Drucks steigt der Flüssigkeitsspiegel im aufgesetzten Steigrohr innerhalb von 10 Minuten um ca. 20 cm.

Stirling Motor Kältemaschine

Material

• Stirling Motor, Phywe 04372-00
• Sensoreinheit pVn, Phywe 04371.00
• pVnT  Messgerät, Phywe 04371-97
• 2 Thermoelemente, (ummantelt), Phywe 13615.01
• 2 BNC-Kabel
• Labornetzteil

Beschreibung

Zum Betrieb des Stirling-Motors als Kältemaschine wird das Schwungrad mit Hilfe des Elektromotors der Motor/Generator-Einheit angetrieben.

Stirling Motor p-V-Diagramm

Material

• Stirling Motor, Phywe 04372-00
• Sensoreinheit pVn, Phywe 04371.00
• pVnT  Messgerät, Phywe 04371-97
• 2 Thermoelemente, (ummantelt), Phywe 13615.01
• Oszilloskop
• 2 BNC-Kabel
• Laborbrenner

Beschreibung

Der Stirling Motor wird mit Hilfe eines Laborbrenners auf Betriebstemperatur gebracht. Die Analogausgänge für Druck und Volumen des pVNT Messgerätes erlauben eine Beobachtung des p-V Diagramms am Oszilloskop.

Volumenvergrößerung des Wassers beim Gefrieren

Material

• Sprengkugel ( Ley 387 62)
• 1 Becherglas
• 1 Demonstrationssicherheitskiste
• flüssiger Stickstoff
• Schutzbrille
• Handschuhel

Beschreibung

Die Sprengkugel wird mit abgekochtem Wasser gefüllt und mit dem Bolzen verschlossen. Dann wird die Kugel vollständig in ein mit flüssigem Stickstoff gefülltes Becherglas getaucht. Nach einigen Minuten zerspringt die Gusskugel aufgrund der Volumenvergrößerung des Wassers bei Temperaturerniedrigung.

Wärmeausdehnung fester Stoffe

Material

• Kugel mit Ring Leybold 38101
• Bunsenbrenner

Beschreibung

Die Stahlkugel wird über einem Bunsenbrenner erhitzt und wieder hingestellt. In heißem Zustand liegt sie auf der Bohrung, bis sie nach einiger Zeit hindurch fällt.

Wärmeleitung

Material

• Gerät zur Wärmeleitung (Leybold 389 10)
• Bunsenbrenner
• Stativmaterial
• Streichhölzer

Beschreibung

Das Gerät besteht aus einem Kreuz, dessen langer Arm aus Eisenblech ist. Die seitlich angesetzten Arme sind aus Messing und Kupfer. Die aufgelegten Streichhölzer entzünden sich bei Erhitzen des Mittelpunktes nacheinander entsprechend der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit.