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  • ESPAÑOL, página 17
3B SCIENTIFIC
3B SCIENTIFIC® PHYSICS
3B SCIENTIFIC
3B SCIENTIFIC
3B SCIENTIFIC
U10365 Wärmeäquivalentgerät
Bedienungsanleitung
9/04 MH
1
bm
bl
9
8
Fig.1: Komponenten
Mit dem Wärmeäquivalentgerät kann mechanische
Arbeit (Nm) und elektrische Energie (Ws) in Wärme (J)
umgewandelt werden. Die Auswertung zeigt die Äqui-
valenz aller drei Energieformen.
1. Sicherheitshinweise
• Verletzungsgefahr! Das an der Reibschnur
festigte Gewicht (ca. 5 kg) kann beim Herabfallen
Personen verletzen. Es sollte zur Befestigung auf
dem Boden stehen und während der Versuche max.
ca. 10 cm angehoben werden.
• Verbrennungsgefahr! Während der Versuche wird
der Reibzylinder (
/
3
9
achten, dass die Temperatur nicht über ca. 40 °C
ansteigt. Der maximal zulässige Strom im Heiz-
element beträgt 3 A und darf nicht überschritten
werden.
• Stromschlaggefahr! Die maximale Ausgangs-Span-
nung des verwendeten Netzgerätes bei der elektri-
schen Beheizung darf 40 V nicht überschreiten.
2. Beschreibung, technische Daten
Mit dem Wärmeäquivalentgerät kann die Äquivalenz
von mechanischer Reibungsarbeit (Nm), elektrischer
Energie (Ws) und Wärme (J) gezeigt werden. Die in Nm
PHYSICS
PHYSICS
PHYSICS
PHYSICS
U10366 Kupferzylinder
3
4
2
7
6
5
be-
8
) erwärmt. Es ist darauf zu
1
Träger mit Tabelle zur Umrechnung:
Widerstand → Temperatur
2
Zählwerk
3
Kupferzylinder (U10366)
4
Elektrisches Heizelement
5
Handkurbel
6
Tischklemme
7
Rändelschraube
8
Reibschnur mit Gegengewicht (nicht sichtbar)
9
Aluminiumzylinder
bl
Temperaturfühler
bm
Adapterkabel
bn
Eimer, 5 (nicht sichtbar)
bzw. Ws ermittelten Werte stimmen auf etwa 2% über-
ein. Wird diese Äquivalenz vorausgesetzt, kann die spe-
zifische Wärmekapazität von Aluminium bzw. Kupfer
bestimmt werden.
Durch die stabile Konstruktion mit einem eingebau-
ten Umdrehungszählwerk und einer doppelt kugel-
gelagerten Welle sind die Versuche so einfach wie
möglich durchführbar. Zur Temperaturmessung kommt
ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizien-
ten (NTC) zum Einsatz, der sicher in einer Aluminium-
hülse untergebracht ist. Die Aluminiumhülse schnappt
in die Reibzylinder ein, wodurch sie nicht unbeabsich-
tigt herausrutschen kann.
Technische Daten der Reibzylinder (ca. Angaben):
Durchmesser D:
Höhe:
Aluminiumzylinder: Masse m
Kupferzylinder:
Elektrischer Anschluss: Buchsen mit 2 mm Durchmesser,
1
48 mm
50 mm
= 250 g,
A
spezifische Wärmekapazität
c
= 0,86 kJ/kg K,
A
m
= 750 g, c
= 0,41 kJ/kg K
K
K
Pluspol „+" isoliert,
Minuspol „–" an Masse,
Verpolung führt nicht
zur Zerstörung.
®

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Resumen de contenidos para 3B SCIENTIFIC PHYSICS U10365

  • Página 1 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10365 Wärmeäquivalentgerät U10366 Kupferzylinder Bedienungsanleitung 9/04 MH Träger mit Tabelle zur Umrechnung: Widerstand → Temperatur Zählwerk Kupferzylinder (U10366) Elektrisches Heizelement Handkurbel Tischklemme Rändelschraube Reibschnur mit Gegengewicht (nicht sichtbar) Aluminiumzylinder Temperaturfühler...
  • Página 2 • Zur elektrischen Beheizung der Reibzylinder liegen 3. Bedienung und Wartung Adapterkabel bei, die auf der einen Seite Stecker • Das Wärmeäquivalentgerät wird mit der Tisch- mit 2 mm Durchmesser und auf der anderen Seite klemme an einer stabilen Arbeitsplatte befestigt. die üblichen Laborstecker mit 4 mm Durchmesser Dann wird die Reibschnur –...
  • Página 3 stand des Temperaturfühlers R = 8,00 kΩ (ent- 1%. Durch unvermeidbare Toleranzen in der Mate- sprechend T = 14,60 °C nach Gl. 1). rial-zusammensetzung (reines Aluminium ist sehr • Nach Kontrolle der Nullstellung des Zählers wird weich und lässt sich mechanisch kaum bearbeiten, der Versuch gestartet, indem die Kurbel gedreht weshalb immer Legierungen zum Einsatz kommen) und dadurch das Hauptgewicht vom Boden ab-...
  • Página 4 / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k...
  • Página 5: Instruction Sheet

    3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10365 Equivalent of heat apparatus U10366 Copper cylinder Instruction sheet 9/04 MH Base with conversion table for resistance → temperature Counter Copper cylinder (U10366) Electrical heating element...
  • Página 6 3. Operation and maintenance (with respect to the ambient temperature) are simi- • The equivalent of heat apparatus is attached to a lar, then the smaller is the net exchange of heat stable workbench using its table clamp. The fric- with the environment.
  • Página 7 • temperature distribution, the resistance of the In this example the disagreement between the temperature sensor is R = 8.00 kΩ (correspond- mechanical work and the heat energy is found to ing to T = 14.60°C by Eq. 1). be no more than about 1%. Due to unavoidable •...
  • Página 8 / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k...
  • Página 9 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10365 Dispositif de mesure de l’équivalent de chaleur U10366 Cylindre en cuivre Instructions d’utilisation 9/04 MH Support avec tableau pour la conversion Résistance → Temperature Compteur Cylindre en cuivre (U10366) Elément chauffant électrique...
  • Página 10 3. Manipulation et entretien sion maximale du bloc ne devant pas dépasser 40 V. • Le dispositif de mesure de l’équivalent de chaleur Le pôle positif du bloc d’alimentation est relié à la est vissé à une plaque de travail stable à l’aide de douille isolée (pastille ronde en plastique gris sous la bride de fixation.
  • Página 11 • Après n = 460 rotations, conclure l’expérience et spécifique peut néanmoins varier sensiblement. lire la résistance : R = 3,99 kΩ (T = 30,26 °C). Il est recommandé de la déterminer individuelle- Comme la température augmente encore un peu ment pour chaque cylindre.
  • Página 12 / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k...
  • Página 13 PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS 3B SCIENTIFIC PHYSICS PHYSICS ® U10365 Apparecchio per l’equivalente termico U10366 Cilindro di rame Istruzioni per l’uso 9/04 MH Supporto con tabella per la conversione: resistenza → temperatura Contatore Cilindro di rame (U10366)
  • Página 14 3. Uso e manutenzione feriore è lo scambio termico netto con l’ambiente. • L’apparecchio per l’equivalente termico viene fis- • Per il riscaldamento elettrico dei cilindri di attrito sato con il morsetto da tavolo su un piano di lavo- vengono forniti cavi adattatori, che su un lato sono ro stabile.
  • Página 15 • serito il sensore di temperatura e viene avvolta la In questo esempio la deviazione tra il lavoro mec- corda di attrito intorno al cilindro (cfr. paragrafo canico e il calore è pari solamente a circa l’1%. A 3). Dopo alcuni minuti, che dovrebbero permet- causa di tolleranze inevitabili presenti nella com- tere una distribuzione omogenea della tempera- posizione del materiale (l’alluminio puro è...
  • Página 16 / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k...
  • Página 17 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10365 Equipo de equivalencia térmica U10366 Cilindro de cobre Instrucciones de uso 9/04 MH Soporte con tabla de conversión: Resistencia → Temperatura Contador Cilindro de cobre (U10366) Elemento eléctrico de calefacción...
  • Página 18: Transformación De Trabajo Mecánico En Calor

    • A manera de pesa se puede emplear el cubo, in- de diámetro y, en el otro, los convencionales cluido en el suministro, llenándolo con agua o are- conectores de laboratorio de 4 mm de diámetro. na, etc. (peso total, aproximadamente 5 kg). El ex- Para la alimentación de corriente se debe emplear tremo suelto de la cuerda de fricción se ata al peso una fuente de alimentación con limitación de ten-...
  • Página 19: Evaluación Del Experimento

    • da de fricción alrededor del cilindro (véase apar- En este ejemplo, la discrepancia entre el trabajo tado 3). Tras un par de minutos, los cuales deben mecánico y el calor es de solamente 1%. No obs- transcurrir para que se produzca una repartición tante, debido a las tolerancias inevitables en la homogénea de la temperatura, la resistencia del composición del material (el aluminio puro es...
  • Página 20 / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k...
  • Página 21 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10365 Aparelho para o equivalente térmico U10366 Cilindro de cobre Manual de instruções 9/04 MH Suporte com tabela de conversão: resistência → temperatura Contador Cilindro de cobre (U10366) Elemento aquecedor elétrico...
  • Página 22 dro de atrito, como indicado na Fig.. 1, sendo que elétrica deve-se utilizar um aparelho de alimenta- o contrapeso deve estar pendurado atrás e a extre- ção com limite regulável de tensão e de corrente, midade solta da corda na frente. sendo que tensão máxima do aparelho de alimen- •...
  • Página 23 da a experiência acionando a manivela e assim é se trabalhar mecanicamente, por isso sempre são levantado o peso principal do chão. Agora o con- utilizadas ligas) a capacidade térmica específica trapeso desce ao chão, pelo que a corda se pode variar sensivelmente.
  • Página 24 / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω / kΩ Ω Ω Ω Ω R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k T T T T T / / / / / °C C C C C R R R R R / k...

Este manual también es adecuado para:

U10366

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