Problem bei einem Versuch zur Wärmeleitfähigkeit von Stahl, Kupfer und Aluminium
Hallo, ich hoffe sehr, dass ihr mir weiterhelfen könnt!!!
Aktuell habe ich die Aufgabe einen kleinen Versuch zum Thema Wärmeleitfähigkeit aufzubauen. Dazu habe ich drei Proben von Materialien, jeweils mit einem Durchmesser von 8mm und einer Länge von 200 mm.
Die Idee ist ganz simpel: Tauche die 3 Proben jeweils mit dem einen Ende gleich tief in ein Wasserbad mit einer Temperatur von 80 °C und messe die Veränderung der Temperatur am anderen Ende der Stäbe.
Folglich muss sich der Kupferstab am schnellsten erhitzen, danach das Aluminium und danach der Stahl. Dies ist allerdings nicht der Fall, denn wenn ich den Versuch durchführe, erhitzt sich das Aluminium am schnellsten und danach kommt erst das Kupfer.
Liegt das möglicherweise daran, dass sich an meinem Kuper eine Oxidationsschicht gebildet hat?
3 Antworten
Du darfst nicht die geleitete Wärme anhand der erreichten Temperatur beurteilen. Denn jeder Stoff hat eine "Spezifische Wärmekapazität". Die findest du auf Wikipedia neben der Wärmeleitfähigkeit.
Da sie aber in Joule pro Kilogramm und Kelvin angegeben ist, musst du noch die Dichte berücksichtigen, um auf die Wärmekapazität pro Volumen zu kommen. Das bietet sich an, weil auch die Wärmeleitung in Meter angegeben ist.
Und lass dich nicht verwirren. Deswegen Meter, weil die Wärmeleitung mit dem Querschnitt (m²] wächst und mit der Länge (m) abnimmt. Wobei ich der Meinung bin, dass solche mathematisch richtigen Kürzungen nicht unbedingt dem Verständnis förderlich sind.
Eigentlich ist das nicht Deine Aufgabe, das zu analysieren.
Aluminium IST ein guter Wäremleiter - aber wer weiß, welche Legierungen tasächlich in Deinen Proben stecken.
Für den Versuch präzise durch, miss die tatsächlich auftretenden Werte und gib sie ins Versuchsprotokoll ein. - Ende ! - Wenn das Ergebnis nicht den Erwartungen entspricht, kann der Versuchsauftraggeber selber die Ursachenforschung betreiben - nicht Du !! :))
Nur ein Schuss ins Blaue! Ich denke das liegt an der unterschiedlichen pysikalischen Dichte. Je weniger dicht das Material, desto schneller erwärmt es sich!
Netter Gedanke - ist aber nicht so - sonst wäre Eisen ein besserer Wärmeleiter als Alu - isses aber nicht. - Etwas komplizierter isses schon.
Schuss ins Blaue!
Knapp daneben ist auch vorbei. Aber deine Grundidee war richtig. Nur nennt sich die Eigenschaft, die du mit "Dichte" umschreibst, "Spezifische Wärmekapazität".