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Die Kalorimetrie

Eine Kerze unter einer Blechdose und ein Styroporbecher mit Magnesium: Wie genau misst ein Schulkalorimeter?

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Die Kerze unter der Blechdose

AFB I–II

Um den Heizwert von Kerzenwachs (Paraffin) zu bestimmen, wird eine Kerze gewogen, unter eine Blechdose mit 200 g Wasser gestellt und angezündet. Nach 180 s wird die Flamme gelöscht; die Wassertemperatur wird weiter beobachtet (M2). Die Kerze hat danach 0,52 g an Masse verloren. Der Tabellenwert für den Heizwert von Paraffin beträgt etwa \(42\,\mathrm{kJ\,g^{-1}}\).

M2Temperatur des Wassers in der Blechdose
060120180240300182226303438Zeit t in sTemperatur ϑ in °CFlamme gelöscht
Die Messpunkte wurden alle 30 s aufgenommen.
  1. Beschreiben Sie einen geeigneten Versuchsaufbau und die Durchführung.
  2. Entnehmen Sie M2 die Temperaturänderung des Wassers.
  3. Berechnen Sie den experimentellen Heizwert von Paraffin in \(\mathrm{kJ\,g^{-1}}\) (\(c = 4{,}19\,\mathrm{J\,g^{-1}\,K^{-1}}\), Wärmekapazität der Dose vernachlässigt).
  4. Erläutern Sie die Abweichung vom Tabellenwert.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Nennen Sie Geräte (Waage, Dose, Thermometer, Stativ) und die Reihenfolge der Messungen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Maßgeblich ist die höchste erreichte Temperatur.
Hinweis zu Aufgabe c)
\(Q = c\cdot m\cdot\Delta T\), dann durch die verbrannte Masse teilen.
Hinweis zu Aufgabe d)
Wohin gelangt die Wärme der Flamme außer ins Wasser?Erläutern: Zusammenhänge mit Beispielen verständlich machen.