PDF, 2,54 MB - Fachhochschule Düsseldorf

Thermodynamik - Längenausdehnung einer Stricknadel
Material
Stricknadel ( oder ein Draht)
Nähnadel
Papierpfeil
Kerze oder Brenner
Zwei gleich hohe Flaschen
Korken
Aufbau und Durchführung
Man verkorkt die Flasche, sodass mindestes ein Zentimeter des Korkens aus der Flasche
ragt. Senkrecht zur Korkenachse wird nun die Stricknadel in den Korken gesteckt. Der
Papierpfeil wird an der Nähnadel befestigt. Diese Nadel kommt auf den Hals der zweiten
Flasche. Nun muss die Stricknadel durch Veränderung der Höhe des Korkens so justiert
werden, dass die Nähnadel zwischen Stricknadel und Flaschenhals eingeklemmt ist. Die
Stricknadel muss auf der Nähnadel aufliegen.
Man beobachtet nun genau den Stand der Pfeilspitze. Hält man eine Flamme unter die
Stricknadel, so dehnt sich diese aus und dreht die kleinere Nähnadel. Der Zeiger auf der
Nähnadel dreht sich daher weiter. Das funktioniert allerdings nur, wenn die Stricknadel
nicht über die Nähnadel hinweg rutscht.
Variante
Man kann die Stricknadel auch dadurch fixieren, in dem man sie an einem Ende einbiegt
und dieses Ende in die geöffnete Flasche steckt. Der Korken ist in diesem Aufbau nicht
notwendig.
Erklärung:
Die Wärme der Flamme führt zu einer Längenänderung der Nadel. Diese Änderung ist aber
sehr klein. Allerdings kann diese Änderung durch die Nähnadel sichtbar gemacht werden.
Wenn der Zeiger am Beginn nach unten gezeigt hat, so wird er sich beim Erwärmen der
Nadel in Richtung der anderen Flasche drehen.
Robert Schantl, Physikalische Freihandexperimente zur Thermodynamik, Diplomarbeit an der
Naturwissenschaftlichen Fakultät, Karl-Franzens-Universität Graz, Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Gernot
Pottlacher, Institut für Experimentalphysik, Karl-Franzens-Universität Graz, 2007.
http://portal.tugraz.at/pls/portal/docs/page/Files/i5110/files/Forschung/Thermophysik/DA-RobertSchantl.pdf
FH Düsseldorf 2011 http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de/fahrradphysik/
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