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Wärme

„Joule'sche” Wärme

Die Wärmezufuhr mittels Bunsenbrenner ist eine Standardprozedur. Unbekannt bleibt dabei allerdings der genaue Wert der übertragenen Wärme. Eine quantitative Wärmezufuhr ist in elektrischer Weise bequem durchführbar. Erforderlich sind dafür

  • ein Ohm'scher Widerstand R , der im thermischen Kontakt mit dem wärmeaufnehmenden System steht und
  • eine Stromquelle, die einen genau bekannten, zeitstabilen Strom I liefert.
Erzeugung Joule'scher Wärme
Abb.1
Graphische Darstellung zur Jouleschen Wärme

Die Abbildung zeigt das experimentelle Schema. Die erzeugte und vom System vollständig aufgenommene elektrische Energie berechnet sich nach folgender Gleichung.

Wel = q U = I t U = I 2 R t

Die Einheit der elektrischen Arbeit ist das Joule J.

1 J = ( 1 V ) ( 1 A ) ( 1 s ) = 1 V A s

Diese Energie geht der Umwelt als Arbeit verloren und wird vom System 100%ig als Wärme aufgenommen, wenn der Widerstand vom System voll und ganz umschlossen ist. Dies trifft in einem Kalorimeter zu, in dem eine Spirale aus Widerstandsdraht in eine Flüssigkeit gebettet ist.

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