Kalibrieren eines Thermometers (Thermometermodell) (Artikelnr.: P )

Transkript

1 Lehrer-/Dozentenblatt Kalibrieren eines Thermometers (Thermometermodell) (Artikelnr.: P ) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Physik Bildungsstufe: Klasse 7-10 Lehrplanthema: Wärmelehre Unterthema: Temperatur Experiment: Kalibrieren eines Thermometers (Thermometermodell) Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit empfohlene Gruppengröße Leicht 10 Minuten 10 Minuten 2 Schüler/Studenten Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Butanbrenner Labogaz Butan-Kartusche C 206 ohne Ventil, 190 g Siedesteinchen, 200 g Streichhölzer Filzschreiber Eis, zerstoßen (Eiswürfel, Hammer und Tuch) Schlagwörter: Aufgabe und Material Lehrerinformationen Zusatzinformationen Die Celsius-Temperaturskala ist durch Schmelz- und Siedepunkt des Wassers festgelegt. Die Schüler sollen ein ungraduiertes Thermometer mit einer Skale versehen und einige Messungen mit diesem Thermometer vornehmen. Hinweise zu Aufbau und Durchführung 1. Für den Versuch werden viele kleine Eisstücke benötigt, damit das Wasser zwischen den Eisstücken möglichst genau 0 C erreicht. Es lässt sich am besten in einem Tuch zerkleinern, damit auch alle Splitter verwendet werden können. 2. Um zu zeigen, dass die Temperatur des Eiswassers bei 0 C bleibt solange Eisstücke vorhanden sind, muss vorsichtig erhitzt und sorgfältig gerührt werden. Für diesen Versuch könnte auch ein einfacheres ungraduiertes Thermometer ohne breite Metallplatte (Best. Nr ) verwendet werden. Die breite Metallplaltte bietet aber den Vorteil, dass die Skale einfacher und deutlich sichtbar aufgezeichnet und auch beschriftet werden kann.

2 Kalibrieree eiees Thermometers (Thermometermodell) (Artikeler.: P ) Aufgabe ued Material Aufgabe Wie ist die Celsius-Temperaturskale festgelegt? Fertige für ein ungraduiertes Thermometer eine Skala in Grad Celsius an.

3 Material Positioe Material Besteller. Meege 1 Stativfuß, variabel Stativstange Edelstahl 18/8, l = 250 mm, d = 10 mm Stativstange Edelstahl 18/8, l = 600 mm, d = 10 mm Doppelmuffe Ring mit Muffe, verzinkt, Innendurchmesser 100 mm Drahtnetz mit Keramik, 160 x 160 mm Schülerthermometer, C, l = 180 mm Rührstab Maßband, l = 2 m Angelschnur, auf Röllchen, d = 0,7 mm, 20 m Becherglas DURAN, niedrige Form, 250 ml Thermometer, ungraduiert Zusätzliches Material 13 Butanbrenner Labogaz Butan-Kartusche C 206 ohne Ventil, 190 g Siedesteinchen, 200 g Streichhölzer 17 Filzschreiber 18 Eis, zerstoßen (Eiswürfel, Hammer und Tuch) Aufbau ued Durchführueg Aufbau Achtueg! Beim Erwärmen des Wassers werden der Stativring und das Drahtnetz sehr heiß! Aufbau

4 Baue das Stativ wie in den folgenden Abbildungen auf. Abb. 1 Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4 Abb. 5 Abb. 6

5 Abb. 7 Abb. 8 Hänge das ungraduierte Thermometer mit einer Schlaufe aus Angelschnur an die Stange. Abb. 9 Schlage die Eiswürfel mit einem Hammer in möglichst kleine Stücke, wobei du die Würfel vorher in ein Tuch wickelst, damit keine Splitter wegspringen.

6 Abb. 10 Abb. 11 Fülle das Becherglas etwa zur Hälfte mit Eis. Abb. 12 Gib 2 Siedesteinchen dazu.

7 Fig. 13 Gib soviel kaltes Wasser dazu, bis das Eis gerade eben bedeckt ist. Abb. 14 Senke das ungraduierte Thermometer ca. 2 cm in das Eiswasser, sodass seine Messspitze vollständig eintaucht.

8 Abb. 15

9 Durchführueg Rühre das Eiswasser mit dem Glasstab um und warte, bis sich die Flüssigkeitssäule des Thermometers nicht mehr verändert. Abb. 16 Markiere diese Höhe der Flüssigkeitssäule. Abb. 17 Erhitze das Eiswassser. Rühre dabei ständig um, bis das Eis vollständig geschmolzen ist. Beobachte dabei die Flüssigkeitssäule und trage Deine Beobachtungen im Protokoll ein. Erhitze das Wasser weiter, bis es siedet. Beobachte die Flüssigkeitssäule des Thermometers beim Erhitzen und beim Sieden des Wassers, notiere Deine Beobachtungen im Protokoll. Markiere die Höhe der Flüssigkeitssäule beim Sieden. Stelle den Gasbrenner aus.

10 Protokoll: Kalibrieree eiees Thermometers (Thermometermodell) Ergebeis - Beobachtuegee 1 (10 Puekte) Wie verhält sich die Flüssigkeitssäule solange Eisstücke im Wasser sind? Ergebeis - Beobachtuegee 2 (10 Puekte) Wie verhält sich die Flüssigkeitssäule zwischen Schmelzen und Sieden des Wassers?

11 Ergebeis - Beobachtuegee 3 (10 Puekte) Wie verhält sich die Flüssigkeitssäule wenn das Wasser siedet? Auswertueg - Frage 1 (10 Puekte) Wie groß ist der Temperaturunterschied zwischen 2 Teilstrichen?

12 Auswertueg - Tabelle 1 (6 Puekte) Tauche neben dem von Dir skalierten Thermometer das andere Thermometer mit fertiger Skale in das Wasser. Vergleiche die angezeigten Temperaturen in heißem Wasser, nach einiger Zeit Abkühlen in warmen Wasser und beim Eintauchen in kaltes Wasser und trage die Messwerte in die Tabelle ein. (Was sind sinnvolle Temperaturen, die für "heiß", "warm" und "kalt" stehen?) selbst skaliertes Thermometer [ϑ in C] Vergleichsthermometer [ϑ in C] heißes Wasser 1 1 warmes Wasser 1 1 kaltes Wasser 1 1