Versuchsanleitung W2 - spezifische Verdampfungswärme von Wasser

Aufgabe:

Bestätige experimentell den Wert der spezifischen Verdampfungswärme von Wasser mit r 2300 .


Vorbetrachtungen:

  1. Was versteht man unter Verdampfungswärme?

  2. Welche physikalischen Größen ändern sich, wenn einer Flüssigkeit Wärme (Energie) zugeführt wird?

  3. Gib eine Formel zur Berechnung der Änderung der inneren Energie eines Stoffes an.

  4. Lässt man eine Flüssigkeit in einem offenen Gefäß längere Zeit stehen, so verdunstet diese Flüssigkeit. Auch zum Verdunsten – wie zum Verdampfen - ist Energie nötig. Sie wird meist der Flüssigkeit entzogen. Man nennt diesen Vorgang Verdunstungskühlung. Erläutere, was bei diesem Vorgang mit den Teilchen der Flüssigkeit geschieht.

  5. Zum Verdampfen von 1 g Wasser sind 2260 J nötig. Man sagt, die spezifische Verdampfungswärme von Wasser beträgt r = 2260 J/g. Wie viel Energie benötigt man, um 100 g Wasser von 30°C zum Sieden zu bringen und anschließend ganz zu verdampfen ? Tipp: Hinweise zur Bearbeitung der Aufgaben 4 und 5 findest Du im Internet unter der Adresse: Hier Gehe dort auch auf den Link "Zur Übersicht". Hier gibt es weitere Informationen.


Geräte und Hilfsmittel:

Stativmaterial, Uhr, Reagenzglas, Heizquelle, Thermometer


Versuchsanordnung:


Arbeitsanweisungen:

Ein Reagenzglas, das mit einigen cm3 Wasser gefüllt ist, wird in die Flamme eines mit konstanter Wärmeleistung arbeitenden Bunsenbrenners gehalten. Vorsicht: Das Reagenzglas kann zerspringen. Man misst die Zeit t1 , die verstreicht, bis das Wasser von Zimmertemperatur Z bis zur Siedetemperatur S erwärmt wurde. Anschließend misst man die Zeit t2, die benötigt wird, um das kochende Wasser vollständig zu verdampfen. Aus den beiden Zeiten t1 und t2 lässt sich ein Näherungswert für die spezifische Verdampfungswärme r berechnen. Eine Anleitung zur Berechnung findest Du unter oben angegebener Internetadresse. Die Herleitung der notwendigen Formel zur Berechnung von r soll vollständig in deinen Aufzeichnungen dargestellt werden. Welche Bedeutung haben E2 und P in diesem Versuch? Berechne r mit Deinen gemessenen Zeiten. Wiederhole die Messungen für eine andere Menge Wasser (mind. 5 x). Bilde für r einen Mittelwert.



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