Bauanleitung für "Dosimeter" 1 Material: 1 Digital-Thermometer, Schere, Lineal, Zirkel, schwarze Pappe, selbstklebende Alufolie, Konservendose (425 ml) ohne Boden und Deckel Erst lesen, dann schneiden!!! 1. Bestimme den Durchmesser der Konservendose mit einem Lineal. 2. Schlage mit dem Zirkel auf der schwarzen Pappe zunächst einen Kreis, der den Durchmesser der Dose hat und dann einen zweiten, um den gleichen Mittelpunkt, der einen 1-2 cm größeren Radius hat. 3. Schneide nun einen Pappkreis um den größeren Kreis aus. Jetzt wird der äußere Kreis im Abstand von 1 cm bis zum inneren Kreis radial so eingeschnitten, daß Laschen entstehen. 4. Passe den Pappdeckel der Dose so an, daß die entstandenen Laschen an der Außenseite der Dose herabgedrückt werden können. 5. Schneide einen 2 cm breiten Streifen aus der selbstklebenden Alufolie ab, der 1 cm länger als der Umfang ist und klebe mit diesem den Pappdeckel an den Laschen auf die Dose. ( siehe Abbildung unten ). 6. Entferne den Schutzfilm vom Thermometer-Außensensor und klebe diesen in die Mitte von außen auf die Pappe. 7. Schneide nun aus der Alufolie einen Kreis, der die Abmessung des Dosenbodens hat, verwende zum Anzeichnen die Dose als Maß. Beklebe den Pappdeckel mit dem Kreis über den Sensor. Es soll nun keine schwarze Pappe von außen mehr zusehen sein. Selbsklebende Alufolie Dose schwarze Pappe Sensor Kabel Laschen
Messung der Wärme-Stahlung (IR) 2 Material : Infrarot-Detektor (Dosimeter), 2 Stativstangen, 2 Klemmen, 2 Klammern, Heizplatte, Stopuhr, Kerze, Alufolie Versuchsvarianten : a) Heizplatte unverändert b) Heizplatte mit Alufolie beschichtet. Die Alufolie muß die Platte eng umschließen ohne die Lüftungsschlitze des Rührwerkes zu verdecken. c) Heizplatte mit geschwärzter Oberfläche. Die Folie durch eine Kerzenflamme vollständig mit Ruß schwärzen, dabei auf tropfendes Wachs achten! Papier unterlegen. IN OUT 10 cm Versuchsdurchführung : 1. Die Heizplatte an einem Stativ waagrecht an einer Stativklemme befestigen und die Standsicherheit sowie den Kabelverlauf kontrollieren. Nun 3-4 min bei Stufe 9 erhitzen. 2. Den Detektor mit einer Stativklemme an einem zweiten Stativ in Höhe der Platte befestigen. Das Thermometer von der Heizplatte entfernt hinter ihr aufstellen. Nun das Dosimeter in 10 cm Entfernung senkrecht zur Platte aufstellen und 4 min lang die Temperatur alle 15 s bestimmen und notieren. 3. Heizplatte einer anderen Variante mit einer anderen Arbeitsgruppe tauschen und erneute Versuchsreihe durchführen. 4. Die Hausaufgabe ist die grafische Auswertung der Meßwerte auf Millimeterpapier, wobei drei Kurven in einem Diagramm verschiedenfarbig dargestellt werden sollen. (Auswertung mit einem Computer ist ebenfalls möglich) 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375
Auswertung von 2 3 Temperatur in Grad Celsius 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 Wärmeabstrahlung und Oberfläche 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 Zeit in Sekunden Platte Alufolie Alu geschwärzt
Messung der Wärme-Stahlung (IR) 4 Die Durchlässigkeit von festen und flüssigen Stoffen für Wärmestrahlung : Geräte : Heizplatte, Infrarot-Dosimeter, Stoppuhr Durchführung : Die Heizplatte wird auf 250 W und Stufe 9 eingestellt und im Abstand von ca. 10 cm vor dem Dosimeter,aufgestellt. Nun wird die Temperatur vor und nach der Inbetriebnahme notiert. Anschließend werden verschiedene Stoffe direkt vor den Detektor gehalten und die Temperaturänderung nach 30 Sekunden gemessen. Die Ergebnisse werden in einer Tabelle festgehalten. Materialien : PVC.Folie, PE-Beutel, Aluminiumblech, Glas- bzw. Plexiglasscheibe, PE-Beutel mit Wasser gefüllt. Material Temperaturänderung gegen die Raumtemperatur in o C Temperaturanstieg in % ( Anstieg gegen Luft ist gleich 100% )
Auswertung von 4 5 Temperatur in Grad Celsius 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 IR-Durchlässigkeit 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Zeit in Sekunden Platte PVC-Folie PE-Beutel PE-Beutel mit Wasser Alu-Blech Glasscheibe
Messung von IR-Strahlung in Gasen 6 Absorption von Wärmestrahlen durch gasförmige Bestandteile der Atmosphäre Geräte : Heizplatte, Infrarot -Dosimeter, Gasrohr mit Einfüllöffnungen für Gase Durchführung : 1. Zwischen Heizplatte und Dosimeter wird ein Rohr aus zwei verbundenen Dosen mit 2 Einfüllstutzen gesetzt. 2. Das Gasrohr ist an beiden Enden mit PE-Folie verschlossen, die durch Gummiringe stramm auf den Dosen gehalten wird. 3. Die Heizplatte wird auf 250 W, Stufe 9 eingestellt und in 15 cm Abstand vor das Gasrohr gestellt und die Temperatur alle 30 s bis zur Erreichung der Höchsttemperatur gemessen (ca. 6-10 min). Raumtemperatur ebenfalls notieren. 4. Starke Luftbewegungen im Raume vermeiden, Thermometer nicht in die Strahlungsrichtung der Heizplatte stellen. Versuchsvarianten : 1. Zunächst das Gasrohr mit Luft gefüllt 2. Die Einfüllstutzen nach oben. Sauerstoff einfüllen und mit Knetmasse die Öffnungen verschließen. 3. Die Einfüllstutzen nach oben. Kohlenstoffdioxid einfüllen und mit Knetmasse die Öffnungen verschließen. 4. Die Einfüllstutzen nach unten. Stickstoff einfüllen und mit Knetmasse die Öffnungen verschließen.
Tabellen 7 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360 375 390 405 420 435 450 465 480 495 510 525 540 555 570 585 600 615 630 645 660 675 690 705 720 735 750 765 780 795 810 825 840 855 870 885 900 915 930 945 960
Auswertung von 7 8 Temperatur in Grad Celsius 36 34 32 30 28 26 24 22 Wärmeabsorption von Gasen 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 Zeit in Sekunden Kohlendioxid Luft