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Versuche

Wärmeleitung in Flüssigkeiten

Ziel des Versuchs

Mit dem Versuch wollen wir zeigen, dass Flüssigkeiten meist schlechte Wärmeleiter sind.

Aufbau und Durchführung

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Abb. 1 Material zum Versuch zur Wärmeleitung von Flüssigkeiten

Für den Versuch benötigst du ein Reagenzglas, einen Bunsenbrenner, ein Thermometer, Eis, Wasser, ein Feuerzeug, etwas Draht und Stativmaterial. Einige kleine Stücke Eis platzierst du am Boden des Reagenzglases und sorgst mit dem Draht dafür, dass das Eis nicht nach oben steigt, wenn du das Reagenzglas fast ganz mit Wasser füllst.

Nun hängst du das Reagenzglas leicht schräg mithilfe des Stativmaterials auf und erhitzt das Wasser im oberen Bereich des Reagenzglases.

Aufgabe
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Abb. 2 Durchführung des Versuchs

Stelle eine Vermutung auf, was mit dem Eis im unteren Bereich des Reagenzglases passiert, wenn du das Wasser im oberen Bereich zum Kochen gebracht hast.

Lösung

Überprüfe deine Vermutung mithilfe des folgenden Videos mit der Versuchsdurchführung.

Durchführung und Beobachtung im Video

Beobachtung

Auch wenn das Wasser im oberen Bereich des Reagenzglases kocht, schmelzen die Eiswürfel im unteren Bereich des Reagenzglases nicht. Das Thermometer zeigt im oberen Bereich Temperaturen knapp unterhalb des Sidepunktes von \(100\,^{\circ}\rm{C}\). Die Temperatur im unteren Bereich des Reagenzglases ist jedoch auch nach einiger Zeit noch unterhalb von \(5\,^{\circ}\rm{C}\).

Ergebnis

Da trotz der hohen Temperatur im oberen Bereich des Reagenzglases das Eis im unteren Bereich nicht schnell schmilzt, sondern die Temperaturen unten auch nach einiger Zeit noch sehr niedrig sind, gelangt nur sehr wenig Wärme aus dem Bereich des heißen Wassers in den Bereich des kalten Wassers. Daraus kannst du folgern:

Wasser ist ein relativ schlechter Wärmeleiter.

Einschränkung

Bei Flüssigkeiten tritt neben der Wärmeleitung in der Regel die Konvektion (Wärmetransport durch Teilchentransport) als ein weiterer Transportmechanismus für Wärme auf. Über den Transportmechanismus der Konvektion kann mithilfe von Wasser bzw. Flüssigkeiten sehr viel Wärme transportiert werden. Auf diesem Phänomen beruht z.B. der Transport der Wärme von der Heizung im Keller zum Heizkörper im Dachgeschoss.