Low-Cost Kalorimeter
Low-Cost Kalorimeter , das (Plural: die Low-Cost Kaloriemeteterer), ist eine hoch professionelle Apparatur zur Bestimmung der Wärmemenge, die bei physikalischen, chemischen oder biologischen Prozessen freigesetzt oder aufgenommen wird. Aufgrund der billigen einfachen Handhabung bzw. Beschaffung wird es primär in Schulen eingesetzt. Low-Cost Kalorimeters werden häufig auch schlicht als Dose bezeichnet.
Herstellung
Benötigtete Materialen
Blechdose, Stativ, aufgebogene Büroklammer, Flaschenkorken, Alufolie, Thermometer.
Bau
- Schneiden Sie eine 5-6 mm dicke Scheibe des Korkens ab und umwickeln Sie den Korken vollständig mit Alufolie.
- Stecken Sie die Büroklammer von unten durch den umwickelten Korken.
- Spannen Sie die Blechdose etwa 3-4 cm über der Spitze der Büroklammer ein.
Die Herstellung ist so einfach, dass sie selbst von einem Grundschüler vollzogen werden könnte, jedoch werden aufgrund des Rahmenplans erst Leistungskursschüler dazu verdonnert.
Bestimmung des Heizwerts
(Beispiel an einer Walnuss):
Durchführung
- Füllen Sie die Blechdose mit 100 ml Leitungswasser.
- Spießen Sie die Walnuss auf die Spitze der Büroklammer.
- Entzünden Sie die Walnuss und positionieren Sie sie etwa 3-4 cm unter der Dose.
- Rühren Sie während der Verbrennung mit dem Thermometer das Wasser um.
- Beobachten Sie die Temperaturerhöhung und achten Sie auf den maximal Wert.
Aufgrund der starken Rauchentwicklung wird der Raum während der Durchführung mit einer entsprechenden Geruchsnote parfümiert. Der dadurch eventuell erzeugte Hustenreiz mit anschließendem Besuch auf im Spital, Abteilung Giftstoffe, ist nur ein kleines Opfer, das für die höchst exakten wissenschaftlichen Werte gebracht werden muss. Zwar weiß man nicht, was man sich mit diesen Werten berechnen kann, aber immerhin kann man sie berechnen. Wissenschaftler forschen, laut ihren eigenen Worten, nicht, weil es einfach, sondern weil es kompliziert ist! Vermutlich sind deshalb ihre Begründungen immer glasklar nachzuvollziehen.
Berechnung
Die gemessenen Werte werden in die Formel eingesetz um den Heizwert zu bestimmen.
[math]Q_R = [c_p (Wasser) \cdot m (Wasser) \cdot \Delta T] + [c_p (Stahl) \cdot m (Blechdose) \cdot \Delta T][/math]
Grundsetzlich erhält man bei exothermen Reaktionen einen negativen Wert, der einiges an Umformen verlangt, damit er den mathematischen Standards genehm wird.
Verkauf
Organisch gefüllte Low-Cost Kalorimeters sind heutzutage in nahezu jedem Supermarkt erhältlich, auch wenn der potenzielle Käufer eventuell dazu geneigt ist, beim Obdachlosen seines Vertrauens nachzufragen, diese haben immer die besten Deals!