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--- v5_thermische_isolierung [2009/04/01 08:30] – laehnemann
+++ v5_thermische_isolierung [2009/04/21 11:44] – laehnemann
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 ^V5 | THERMISCHE ISOLIERUNG |
 ==== Einführung =====
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 Warum hat die Kleidung der Astronauten als oberste Schicht eine dünne Aluminiumhaut?
-Die diesen Fragen zugrunde liegenden Mechanismen des Wärmetauschs zwischen einem System und seiner Umgebung sollen an einem einfachen Beispiel untersucht werden.
+Die diesen Fragen zugrunde liegenden Mechanismen des Wärmeaustauschs zwischen einem System und seiner Umgebung sollen an einem einfachen Beispiel untersucht werden.
 Von einem Körper wird Wärmeenergie auf drei Arten an die (kältere) Umgebung abgegeben:
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 | Gefäß 4 | nein | nein | nein |
-Bei allen Gefäßen wird zusätzlich Wärme über die Wasseroberfläche abgegeben.
+Bei allen Gefäßen wird zusätzlich Wärme über die Wasseroberfläche abgegeben. Die Gefäße sollten daher die gleiche Querschnittsfläche haben, damit dieser Störeffekt in allen Fällen gleich groß ist((Im Versuch hat Gefäß 1 eine etwas kleinere Querschnittsfläche als die anderen Gefäße. Der dadurch hervorgerufene Fehler kann aber bei der Auswertung vernachlässigt werden.)).
-Die Gefäße sollten daher die gleiche Querschnittsfläche haben, damit dieser Störeffekt in allen Fällen gleich groß ist((Im Versuch hat Gefäß 1 eine etwas kleinere Querschnittsfläche als die anderen Gefäße. Der dadurch hervorgerufene Fehler kann aber bei der Auswertung vernachlässigt werden.)).
 Das Ziel des Versuchs ist es, aus den verschiedenen Geschwindigkeiten, mit denen sich das Wasser in den Gefäßen abkühlt, abzuschätzen, wie viel die einzelnen Mechanismen (Konvektion,
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 ergibt den durch Konvektion verursachten Wärmestrom <latex>dQ_{K}/dt</latex>, der der Differenz der
 Abkühlraten proportional ist. Entsprechend kann man die anderen Wärmeströme <latex>dQ_{L}/dt</latex> (Wärmeleitung) und <latex>dQ_{S}/dt</latex> (Wärmestrahlung) ermitteln.
 ==== Aufgabenstellung ====
-Füllen Sie die vier Gefäße mit jeweils gleicher Wassermenge der Temperatur von etwa <latex>70~^{\circ}\mathrm{C}</latex> und warten Sie bis die Thermometer in den Gefäßen nicht mehr weiter steigen. Messen Sie die Raumtemperatur <latex>T_{U}</latex> und kontrollieren Sie in regelmäßigen Abständen, ob sie konstant bleibt. Messen Sie zehn Mal in Abständen von fünf Minuten die Wassertemperaturen in allen vier Gefäßen.
+Füllen Sie die vier Gefäße mit jeweils gleicher Wassermenge der Temperatur von etwa <latex>70~^{\circ}\mathrm{C}</latex> und warten Sie bis die Thermometer in den Gefäßen nicht mehr weiter steigen. Messen Sie die Raumtemperatur <latex>T_{U}</latex> und kontrollieren Sie in regelmäßigen Abständen, ob diese konstant bleibt. Messen Sie zehn Mal in Abständen von fünf Minuten die Wassertemperaturen in allen vier Gefäßen.
 **Auswertung**
   - Stellen Sie <latex>\ln({\theta(t)}/{\theta(0)})</latex> als Funktion der Zeit <latex>t</latex> graphisch dar, und bestimmen Sie daraus die Abkühlraten <latex>a_{1}</latex> bis <latex>a_{4}</latex>.
-  - Berechnen Sie die Wärmeströme der vier Gefäße für eine Wassermenge der Masse <latex>m = 500~\mathrm{g}</latex> (spezifische Wärmekapazität von Wasser: <latex>c = 4.2~\mathrm{Ws/(gK)}</latex> und für eine Übertemperatur von <latex>50~^{\circ}\mathrm{C}</latex>.
+  - Berechnen Sie die Wärmeströme der vier Gefäße für eine Wassermenge der Masse <latex>m = 500~\mathrm{g}</latex> (spezifische Wärmekapazität von Wasser: <latex>c = 4.2~\mathrm{Ws/(gK)}</latex> und für eine Übertemperatur von <latex>50\,^{\circ}\mathrm{C}</latex>.
   - Vergleichen Sie anhand dieser Wärmeströme die Effektivität der verschiedenen Isoliermaßnahmen.