Heizwert - lehrerweb

Fernwärme: Abwärme nützen Experiment EX1

Heizwert Du brauchst:

• 2 leere Konservendosen (ca. ¼ l Inhalt)

• 1 Brenner

• 3 g Trockenspiritus • 2 Thermometer • 3 g Brennspiritus • Wasser (2 mal 1/8 l)

Nach dem Erlöschen der Flammen rührst du das Wasser um und liest die Temperatur ab:

Die ................................... unterschiedlicher .................................... führt zu

verschiedenen ..............................erhöhungen. Das heißt, Brennspiritus hat einen

höheren ............................................ als Trockenspiritus!

Die Einheit des Heizwerts ist 1 MJ (= .................................................)!

Einige Heizwerte zum Vergleich:

Holz 8,4 MJ/kg Heizöl 41 MJ/kg Erdgas 32 MJ/kg

Steinkohle 32 MJ/kg Benzin 42 MJ/kg Propangas 56,5 MJ/kg

1 MJ wendest du auf, wenn du 3½ Stunden gar nichts tust!


Dampfkessel und Druckkochtopf

Versuch 1: Prinzip des Dampfkessels

Du brauchst:

• Becherglas • Dreifuß • Drahtnetz • Gasbrenner

Durchführung:

Fülle das Becherglas halbvoll mit Wasser, erhitze es und beobachte.

Ergebnis: Das Wasser .......................................... . Dieser Vorgang findet auch im Dampfturbinenkraftwerk statt.

Versuch 2: Prinzip des Druckkochtopfs

Du brauchst:

• Becherglas • Deckel • Dreifuß • Drahtnetz • Gasbrenner

Durchführung:

Führe den Versuch wie Versuch 1 durch, aber decke das Becherglas mit einem Deckel ab. Beobachte!

Ergebnis: Der Deckel wird durch den Wasserdampf .......................................... . Die Teilchen des Wasserdampfs haben hohe Bewegungsenergie.

Sie ................................. gegen den Deckel und heben ihn hoch.


Dampfdruck

Versuch 3: Dampfdruck

Du brauchst:

• Reagenzglas (Eprouvette) • Korkstoppel • Stativ (oder Halte-Klemme für Reagenzglas) • Gasbrenner

Durchführung:

Fülle das Reagenzglas halbvoll mit Wasser, verschließe es leicht mit dem Korkstoppel und erhitze es. Beobachte, was passiert!

Ergebnis:

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................


Feuer braucht Luft

1) In einem feuerfesten Glas brennt eine Kerze

2) Das Glas wird mit einer Glasplatte (oder einem

Teller) zugedeckt.

Frage 1: Was passiert, wenn das Glas zugedeckt wird? (Vorsicht - heiß!)

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................

Frage 2: Was passiert, wenn man die Abdeckung entfernt, kurz bevor die Flamme erlischt?

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................


Staub-Smog Smog in der Luft

Du brauchst:

• Standzylinder • Tauchsieder • Zigarettenrauch • Strohhalm oder dünnes Rohr Durchführung: Dein Lehrer bläst etwas Zigarettenrauch in einen großen Standzylinder. Danach erwärmt er die Luft unmittelbar über dem Zylinderboden mit einem Tauchsieder.

Was passiert?

Der Rauch im Standzylinder .................................................................................. .

Nun wird die obere Luftschicht im Standzylinder mit dem Tauchsieder erwärmt. Mit Hilfe eines Rohres wird Rauch vorsichtig in den unteren Teil des Standzylinders geblasen.

Was passiert?

Der Rauch bleibt am ..................................... des Glases. Der untere Teil des

Zylinders ist ................................... .

Bei schwacher Sonneneinstrahlung bleibt kalte Luft am Boden einer Großstadt liegen. Die Schadstoffe können nicht aufsteigen und werden im dicht verbauten Gebiet konzentriert.


Schwefeldioxid

Du brauchst:

• Standzylinder • Verbrennungslöffel • Deckglas • Schwefel • Brenner Durchführung: Gib etwas Schwefel auf den Verbrennungslöffel und entzünde ihn mit der rauschenden Brennerflamme. Baue den Versuch nach der Abbildung auf und decke den Standzylinder mit einem Deckglas ab.

Schwefel (S) verbindet sich bei der Verbrennung mit Sauerstoff (O2). Das Ergebnis ist Schwefeldioxid: SO2.

Reaktionsgleichung:

Schwefel + Sauerstoff Schwefeldioxid

S + O2 SO2


Schwefeldioxid und seine Wirkungen (1)

Du brauchst:

• Standzylinder, Deckglas • Verbrennungslöffel, Brenner • Schwefel • Blumen oder Blätter • Filterpapierröllchen mit Tintenfleck • Kerze Durchführung: 1) Verbrenne den Schwefel, gib dann einige Blätter oder Blumen in den Standzylinder und decke diesen mit dem Deckglas ab.

Was passiert?

......................................................................................................

......................................................................................................

......................................................................................................

2) Verwende statt der Blätter oder Blumen ein Filterpapierröllchen, auf das du einen Tintenfleck gemacht hast.

Was passiert?

Der Tintenfleck auf dem Filterpapierröllchen ...

.............................................................................................................

.............................................................................................................

.............................................................................................................

.............................................................................................................


Schwefeldioxid und seine Wirkungen (2)

Du brauchst:

• Schwefeldioxid wie im vorigen Versuch • Kerze Durchführung:

Mache den Versuch genau nach der Abbildung. Achte darauf, dass du das SO2 nicht einatmest. Am besten unterm Abzug arbeiten!!

Was passiert?

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................


Der saure Regen Du brauchst:

• Versuchsaufbau wie beim Experiment „Schwefeldioxid“ • Kindergießkanne oder Spritzflasche • Universalindikatorstreifen Durchführung: Erzeuge wie im vorigen Experiment SO2. Entferne dann das Deckglas und gieße etwas Wasser (H2O) in den Standzylinder.

Gib danach einen Streifen Indikatorpapier in den Zylinder und decke mit dem Deckglas zu.

Was passiert?

Das Indikatorpapier ........................................................................ .

Es entstand eine ................................. . Das Wasser hat sich mit dem Schwefeldioxid

zu einer schwefeligen Säure = „Saurer Regen“ verbunden.

Versuche nun, die Reaktionsgleichung dafür anzuschreiben:

..............................................................................................................................................................................

..............................................................................................................................................................................


Saurer Regen und seine zerstörende Wirkung

Du brauchst:

• Versuchsaufbau wie beim Sauren Regen • Marmorstück Durchführung: Erzeuge eine schwefelige Säure und lege in den Zylinder ein Stück Marmor. Danach bedecke den Zylinder mit einem Deckglas. Beobachte das Marmorstück mehrere Tage und öffne den Deckel nach einigen Tagen.

Was passiert?

Das Marmorstück .............................................................................................. .

Die schwefelige Säure .......................................... das Marmorstück.


Stickoxide Braunes Giftgas

Du brauchst:

• Stativmaterial • Standzylinder, Deckglas • Brenner • Reagenzglas, gebohrter Stopfen • Winkelrohr • Spatel • weißes Papier • Aktivkohle, Blei(II)-nitrat, Glycerin

Durchführung: Baue das Experiment nach Abbildung auf. Gib in das Reagenzglas (RG) eine Spatelspitze Bleinitrat und erhitze dann das Reagenzglas mit rauschender Brennerflamme. Halte ein weißes Papier hinter den Standzylinder, um besser zu sehen.

Wenn der Zylinder zur Hälfte mit braunem Gas gefüllt ist, beendest du das Erhitzen des Reagenzglases. Gib 3 Löffel Aktivkohle in den Standzylinder, verschließe mit dem Deckglas und schüttle, bis die braune Farbe verschwunden ist.

Was passiert?

Beim Erhitzen entsteht ein .......................................................... . Dieses Gas sammelt

sich am ......................................... des Zylinders (es ist ......................................... als

Luft). Die Aktivkohle adsorbiert (bindet) das Stickstoffoxid, deshalb verschwindet die

braune Färbung. Aktivkohle wird bei der Abluft- und Abwasserreinigung verwendet.


Prinzip des Elektrofilters

Experiment 1: Prinzip des Elektrofilters Geräte:

• Hochspannungs-transformator (mit Gleichspannung!)

• Aluminiumplatte (ca. 20 x 20 cm)

• Aufstellblock • 2 Tonnenfüße • 2 Isolierstützen • Stacheldraht, verzinkt

(ca. 25 cm) • kleiner Nagel (ca. 15 mm) • Plastiklöffel • Flugasche aus einem

Kohlekraftwerk (oder Ruß) • Putzlappen Durchführung: In die Mitte des Stacheldrahts wird ein kleiner Nagel zwischen die verdrillten Drähte gesteckt.

Die Aluminiumplatte ist geerdet und mit dem Pluspol des Trafos verbunden. Der Stacheldraht wird mit dem Minuspol des Trafos verbunden. Der Abstand zwischen Platte und spannungsführendem Stacheldraht beträgt ca. 5 cm. Wenn man die Spannung am Regler allmählich auf 6000 Volt erhöht, wird in einem verdunkelten Raum das elektrische Feld zwischen dem Stacheldraht und der Aluminiumplatte als bläuliches Schimmern erkennbar.

Nähert man die Nagelspitze im Stacheldraht bis auf 3 mm an die Aluminiumplatte (durch Verschieben der beiden Tonnenfüße), erfolgt unter hörbarem Knistern eine fortlaufende, deutlich sichtbare Sprühentladung aus der Nagelspitze zur Platte. Dabei entsteht ein merkwürdiger Geruch, der auf die Entstehung von Ozon zurückzuführen ist.

Der Abstand zwischen Nagelspitze und Aluminiumplatte wird nun wieder vergrößert (auf ca. 3 cm). Rieselt man mit einem Plastiklöffel etwas Flugasche oder Ruß dazwischen, bildet sich auf der Platte ein Aschenniederschlag.

Experiment 2: Modellversuch zur elektrischen Entstaubung Geräte:

• 2 Plexiglasstreifen • Wolltuch oder Fell

Durchführung: Einer der beiden Plexiglasstreifen wird mit dem Tuch gerieben. Dadurch wird der Plexiglasstreifen elektrisch geladen. Nach einiger Zeit bemerkt man, dass der geladene Streifen mehr Staub aus der Luft anzieht als der nicht geladene.

(mit Gleichspannung!)


Rauchgaswäsche

Experiment: Rauchgasentschwefelung Geräte und Material:

• Bunsenbrenner • Dreifuß • 2 Standzylinder • Verbrennungs-Trichter • Verbindungs-Glasröhrchen • Schlauchstücke • Wasserstrahlpumpe • Universalindikator

Durchführung Durch Verbrennung von Schwefel entsteht Schwefeldioxid. Die Wasserstrahlpumpe am anderen Ende der Versuchsanordnung erzeugt einen Unterdruck - dadurch wird das Gas angesaugt und durchwandert die beiden Standzylinder, die mit Wasser (und einigen Tropfen Universalindikator) gefüllt sind.

SO2 + H2O schwefelige Säure

Universalindikator färbt sich rot Universalindikator färbt sich gelb

sauer (stark sauer)! weniger sauer (schwach sauer)!

Beschreibe das Experiment kurz mit eigenen Worten. Was wird gemacht? Was passiert?

Documents

Heizwert - lehrerweb