Protokoll vom 7.5.2007

Wassererwärmung mit einem Gasbrenner

Material:

• Gasbrenner ( mit Propan/Butan-Gemisch)

• 1l Wasser

• Termometer

• Uhr

Wir haben die Masse des Gasbrenners mit Hilfe einer Balkenwaage bestimmt. Der Brenner wog 347,54 g.

Danach erhitzten wir das Wasser ( Zimmertemperatur 22,5 °C ), dabei maßen wir die Wassertempeatur minütlich.


Dabei ergaben sich folgende Werte:




Wir haben das Wasser neun minutenlang (bis zum Strich in der Tabelle ) erhitzt und danach 2Minuten lang beobachtet ob das Wasser sich noch weiter erwärmt oder sinkt wie bei uns es der Fall war.
Danach wogen wir den Brenner noch ein mal, diesmal wog er 341,65 g. Daraus ergibt sich eine Massendifferenz von 5,89 g und eine Differenz der Wassertemperatur von 62°C.

Nun hatten wir die Aufgabe die Wärmekapazität von Wasser auszurechnen. Dabei waren folgende Werte gegeben:

• Brennwert von Propan und Butan
  

daraus berechneten wir den Durchschnittswert von 49,9 mJ/kg

• Masse des verbrannten Propan/Butan-Gemischs (5,89 g)
  

• Masse des Wassers (1000 g)
• Temperaturdifferenz in K des Wassers (62 K)
• die Formel der Wärmekapazität: Wärmeenergie/Masse x Temperaturdifferenz in K
• und die Formel der Wärmeenergie: Brennwert x Masse des verbrannten Stoffes/Masse des erwärmten Stoffe

Wärmeenergie von Propan/Butan-Gemisch= 49,9 mJ/kg x 5,89 g/1000g
= 0,293911mJ
Wärmekapazität von Wasser= 0,293911 mJ/1000g x 62 K
= 11,85125 J/g x K
Der Wert der Wärmekapazität von Wasser in der Literatur beträgt 4,183 J/g x K
Daraus lässt sich schließen das ein Großteil der Wärmeenergie des Brenners an die Umwelt verlorengegangen ist. Ebenfalls könnten kleine Messfehler vorhanden sein. Diese beiden Kriterien könnten für den falschen Wert verantwortlich sein.

Verbesserungsvorschläge:

• genauere Messinstrumente
• Isolierung von Brenner zum Wassergefäss und das Wassergefäss selbst
• das Wasser von "innen" heizen z.B. durch Heitzstab.