Kalorimeter Nova
Für die Versuche im Laborpraktikum der HTW gibt es jede Menge Rezepturen und auch jede Menge Formeln. Manchmal sind sie so anspruchsvoll, dass manche Dozenten die Bewältigung dieser kniffligen Aufgaben genauso hoch anschlagen wie die Lösungen bei den Klausuren. Man braucht schon als Dozent Jahre, um da so richtig im Stoff zu stehen und von den Studenten wird das im ersten Anlauf erwartet. Bis zu sechs Versuchen müssen sie in einem Semester absolvieren und zu jedem ein umfangreiches Protokoll anfertigen.
Hier soll es nur um ein Beispiel gehen, das sog. Kalorimeter, einer Art Thermosgefäß. Von diesem Versuch war schon vor zwei Wochen in der Kolumne KW 21 die Rede, aber Sie werden noch nicht ermessen können, wie einfach die Sache ist. Dieses Kalorimeter genannte Thermosgefäß hat nämlich eine Wärmekapazität, d.h. wenn man etwas hineinschüttet, das wärmer ist als die Wandung, dann entzieht diese dem Inhaltsstoff erst mal ein Quantum. Diesen Wert, auch wenn er durch eine dünne Wandung recht klein gehalten ist, muss man natürlich bestimmen und einrechnen.
Das wurde bisher so gemacht, dass man im Kalorimeter zwei Wassermengen unterschiedlicher Temperatur gemischt hat und feststellte, wie weit die Mischtemperatur unter dem theoretischen Wert liegt, wenn nämlich keine Wärme entzogen wird. Dabei entsteht aber nur ein kleiner Temperaturhub und ein Fehler in der Temperaturmessung wirkt sich dramatisch auf das Ergebnis aus.
Dieses Rezept haben wir jetzt abgeändert, dass wir eine ziemlich heiße Wassermenge in das leere, vorher temperierte Kalorimeter schütten. Dann tritt ein Temperatursprung auf, den man gut vermessen kann und der durch die Wärmeaufnahme der Kalorimeterwandung zu beschreiben ist. Dieses Rezept ist jeder Hausfrau bekannt. Wenn der Kaffee zu heiß ist, schüttet man ihn mehrmals von einem Gefäß in das nächste und kühlt ihn so effektiv ab.
Die Feuertaufe hat der Versuch am Donnerstag bestanden, als Studenten der Nachrichtentechnik ohne Kenntnis der bisherigen Schwierigkeiten den Versuch nach dem neuen Rezept ausführten und auf Anhieb sehr vernünftige Werte erhielten. Dazu kommt noch, dass sie jetzt mit einem Excel Sheet arbeiten, in dem sie jeden Schritt überblicken können und selbst Hand anlegen, dass sie dieses wichtige Instrument für einen Ingenieur erlernen.
An dieser Stelle noch einmal einen Dank an die vier Studentinnen der Bekleidungstechnik, die im alten Skript einen Fehler fanden und so die ganze Sache angestoßen haben.
Christian Rempel im Waltersdorfe
7.6.2014