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Versuche

Wärmeleitung in Gasen

Ziel des Versuchs

  • Nachweis, dass Gase sehr schlechte Wärmeleiter sind.

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Abb. 1 Gase sind schlechte Wärmeleiter
Dass Gase in der Regel sehr schlechte Wärmeleiter sind, kannst du schon durch einen einfachen Versuch deutlich erfahren:

Während in der Bunsenbrennerflamme Temperaturen von bis zu \(1400\,^{\circ}\rm{C}\) herrschen, kannst du die Hand knapp seitlich (!) neben die Flamme bringen, ohne dass die Gefahr einer Verbrennung für deine Hand besteht. Offensichtlich ist die Luft zwischen der Flamme und der Hand ein sehr schlechter Wärmeleiter. 

Gase sind schlechte Wärmeleiter

Hinweis:
Bei Gasen tritt neben der Wärmeleitung in der Regel die Konvektion als ein weiterer Transportmechanismus für die Energie auf. Daher darfst du die Hand auch nicht über die Flamme halten. Hier würdest du dir aufgrund der durch Konvektion übertragenen Energie die Hand verbrennen.

Leidenfrost-Effekt

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Abb. 2 Leidenfrost-Effekt
Vielleicht ist es dir schon einmal passiert, dass du etwas Wasser auf einer heißen Platte des Elektroherdes verschüttet hast. Dabei kannst du beobachten, dass das Wasser nicht einfach zerläuft, sondern sich kleine Wassertropfen bilden. Und diese kleine Wassertropfen verdampfen auch nicht sofort, sondern gleiten wie auf einem Luftkissen über die heiße Platte. Dieses Phänomen bezeichnet man als Leidenfrost-Effekt oder Leidenfrostsches Phänomen.
Bringst du einen Wassertropfen auf eine mit dem Bunsenbrenner stark aufgeheizt Metallplatte, so bildet sich schnell eine Schicht aus Wasserdampf zwischen dem Tropfen und der heißen Platte. Da der Wasserdampf ein schlechter Wärmeleiter ist, gelangt nur sehr wenig Energie von der Platte zum Tropfen. Dadurch "überlebt" der Tropfen deutlich länger als erwartet.

Video zum Leidenfrost-Effekt