Das Ziel des Versuches ist die räumliche und zeitliche Entwicklung der Wärme in einem Kupferstab zu messen. Die dabei ermittelten Ergebnisse sollen mit einer Näherung der Wärmeleitungsgleichung verglichen werden.
Inhaltsverzeichnis
- Ziel
- Theoretische Grundlagen
- Versuchsaufbau
- Versuchsdurchführung
- Allgemeine Messwerte und -fehler
- Messung von t
- Ermittlung von k
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Der Versuch "Wärmeausbreitung" zielt darauf ab, die räumliche und zeitliche Entwicklung der Wärme in einem Kupferstab zu messen und die ermittelten Ergebnisse mit einer Näherung der Wärmeleitungsgleichung zu vergleichen. Dazu wird die Wärmeleitung in einem Kupferstab untersucht, indem die Temperatur an verschiedenen Stellen des Stabs gemessen wird.
- Wärmeleitung in festen Körpern
- Anwendung der Wärmeleitungsgleichung
- Bestimmung der zeitlichen Entwicklung der Temperatur
- Einfluss von Konvektion und Wärmestrahlung auf die Wärmeverteilung
- Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit des Materials
Zusammenfassung der Kapitel
- Ziel: In diesem Abschnitt wird das Ziel des Versuches erläutert, die räumliche und zeitliche Entwicklung der Wärme in einem Kupferstab zu messen und die ermittelten Ergebnisse mit der Wärmeleitungsgleichung zu vergleichen.
- Theoretische Grundlagen: In diesem Abschnitt werden die Grundlagen der Wärmeausbreitung erläutert, insbesondere die Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung. Es wird die Wärmeleitungsgleichung vorgestellt und deren Herleitung erläutert.
- Versuchsaufbau: In diesem Abschnitt wird der Versuchsaufbau beschrieben, der zur Messung der Temperatur an verschiedenen Stellen des Kupferstabs eingesetzt wird. Es wird die Verwendung von Thermoelementen, einem Referenzofen und einem Computer zur Datenerfassung erläutert.
- Versuchsdurchführung: In diesem Abschnitt wird die Durchführung des Versuches beschrieben, einschließlich der Erwärmung des Referenzofens, der Aktivierung des Lötkolbens und der Aufzeichnung der Temperaturdaten.
- Allgemeine Messwerte und -fehler: In diesem Abschnitt werden die im Versuch gemessenen Werte und die zugehörigen Fehler dargestellt. Es wird die Methode zur Berechnung der Fehlerfortpflanzung nach Gauß erläutert.
- Messung von t: In diesem Abschnitt werden die Ergebnisse der Messung der zeitlichen Entwicklung der Temperatur im Kupferstab vorgestellt. Es wird die Bestimmung der Zeitkonstante τ aus den gemessenen Daten beschrieben.
Schlüsselwörter
Wärmeausbreitung, Wärmeleitung, Wärmeleitungsgleichung, Kupferstab, Thermoelemente, Konvektion, Strahlung, Temperaturmessung, Zeitkonstante, Fehlerfortpflanzung, Messwerte
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Ziel des Versuchs zur Wärmeausbreitung?
Ziel ist die Messung der räumlichen und zeitlichen Temperaturentwicklung in einem Kupferstab und der Vergleich dieser Daten mit der theoretischen Wärmeleitungsgleichung.
Wie wird die Temperatur im Kupferstab gemessen?
Zur Messung werden Thermoelemente an verschiedenen Stellen des Stabs verwendet, die mit einem Computer zur Datenerfassung verbunden sind.
Welche Rolle spielt die Zeitkonstante τ?
Die Zeitkonstante τ beschreibt, wie schnell sich die Temperatur an einem bestimmten Punkt dem Endwert annähert; sie wird experimentell aus den Messdaten ermittelt.
Welche Faktoren beeinflussen die Wärmeverteilung außer Leitung?
Neben der reinen Wärmeleitung im Festkörper beeinflussen auch Konvektion (Luftströmung) und Wärmestrahlung die gemessene Temperaturverteilung.
Wie wird die Messunsicherheit im Versuch berechnet?
Die Fehlerberechnung erfolgt nach der Gaußschen Fehlerfortpflanzung, um die Genauigkeit der ermittelten Wärmeleitfähigkeit k zu bestimmen.
- Quote paper
- Jan Hoppe (Author), 2008, Protokoll zum Versuch "Wärmeausbreitung", Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/176113
