Wärmelehre

Didaktische Bemerkung

Ein wesentliches Lernziel bei dieser Problemstellung ist die Diskussion des Entropiestromes - bzw. die Frage, welche physikalische Größen man mit einem Peltier-Element bestimmen kann. Peltier-Elemente kann man für wenig Geld bei verschiedenen Versandfirmen erwerben.

Peltier-Element - U-T-Diagramm

Problemstellung - offen

Recherchieren Sie (siehe bekannte Quellen) den Aufbau und die Funktionsweise eines Peltier- Elements. Diskutieren Sie mit Ihrem Team, welcher Zusammenhang zwischen der Spannung an den Anschlusskabeln des Peltierelements und der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten des Elements zu erwarten ist.

Material/Geräte

• Elektrische Energiequelle (25V Gleichspannung, regelbar)
• Peltier-Element
• Laborkabel, Krokodilklemmen
• Notebook
• Software, Datenlogger, Netzteil, Verbindungskabel, usw.
• U-I-Sensor (bzw. falls U-Messung im Datenlogger integriert ist, Messkabel)
• 2 Temperatursensoren

Vorgehen

• Legen Sie das Peltierelement auf eine kalte Unterlage (Tischoberfläche, Metallklotz, Styroporplatte und legen Sie oben auf das Peltierelement einen heißen Gegenstand oder legen Sie Ihre Hand auf das Peltierelement).
• Bekannte Schritte ... U-t-Diagramm
• Interpretation der aufgenommenen Diagramme!

Peltier-Element - als Entropiestrommessgerät

Problemstellung - offen

Zur Verwendung kommt der Selbstbau eines Entropiestrommessgerätes . Wir gehen hierbei von folgender Formel aus: IS = k⋅U/T; der Proportionalitätsfaktor (nur näherungsweise!) liegt bei dem vorliegenden Peltier-Element bei k = 9⋅Ct⋅K/V

Material/Geräte

• Elektrische Energiequelle (25V Gleichspannung, regelbar)
• Peltierelement mit angeklebten Temperatursensor
• Laborkabel, Krokodilklemmen
• Notebook
• Software, Datenlogger, Netzteil, Verbindungskabel, usw.
• U-I-Sensor (bzw. falls U-Messung im Datenlogger integriert ist, Messkabel)

Vorgehen

• Bekannte Schritte ... U-t-Diagramm
• Interpretation der aufgenommenen Diagramme!

Download des gesamten Workshops 1

Workshop 1: Messerfassungssysteme testen: Herunterladen [pdf] [124 KB]

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