neuwertiges Phywe 04401.00 Kalorimeter

Artikel: einfaches Kalorimeter für Schulungszwecke
Hersteller/Typ: Phywe 04401.00
Zustand: wahrscheinlich unbenutztes, älteres Set aus der Lagerauflösung eines Lehrmittelvertriebs
Lieferumfang: wie abgebildet, kein weiteres Zubehör. Anleitung als pdf
Weiteres:

• Modellbezeichnung: Phywe 04401.00
• Anleitung: https://spegroup.ru/upload/wikifiles%202/Operating_instructions_04401-00.pdf
• Serie: Phywe Kalorimetrie
• Gerätetyp: Kalorimeter 500 ml / Wasserkalorimeter
• Inhalt / Füllmenge: 500 ml
• Widerstand der Heizwendel: ca. 2,4 ... 3,0 Ohm
• Maximale Heizleistung: 60 W
• Elektrischer Anschluss: 2 x 4 mm Sicherheitsbuchsen im Deckel
• Maximaler Temperaturbereich: Bis 100 °C
• Gehäusedurchmesser: 134 ... 160 mm
• Gehäusehöhe: 130 ... 160 mm
• Material Innengefäß: Aluminium
• Material Außengefäß: Kunststoffbehälter
• Wärmeisolation: Luftschicht und Isoliermaterial
• Öffnung für Temperaturfühler: Durchmesser 10 mm
• Rührwerkführung: Zwei kleinere Führungsbohrungen im Deckel

Beschreibung des Gerätes
Das Phywe 04401.00 ist ein klassisches Labor-Wasserkalorimeter mit einem Nennvolumen von 500 ml, das speziell für den Ausbildungs- und Laborbetrieb konstruiert wurde. Es besteht aus einem hochglänzenden oder eloxierten inneren Aluminiumtopf, welcher zur Minimierung von Wärmeverlusten durch Strahlung und Konvektion isoliert in einem robusten äußeren Kunststoffschutzbehälter gelagert ist. Der abnehmbare Deckel beherbergt eine integrierte elektrische Spiralheizung (Heizwendel), die über zwei standardisierte 4 mm Sicherheitsbuchsen von einer externen Spannungsquelle versorgt wird. Ebenfalls im Deckel integriert sind eine zentrale Bohrung mit 10 mm Durchmesser zur Aufnahme eines Laborthermometers oder digitalen Temperaturfühlers sowie ein manueller Hubrührer mit Jochgriff zur gleichmäßigen Wärmeverteilung im Probenmedium.

Physikalischer und chemischer Unterricht an Schulen, Universitäten und Fachhochschulen
Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität von Flüssigkeiten und festen Festkörpern
Messung kalorischer Umwandlungsenergien wie der Schmelzenthalpie von Eis
Demonstration des Prinzips der elektrischen Arbeits- und Wärmekonversion (Joulsches Gesetz)
Praktikumsversuche zur Bestimmung von Mischungstemperaturen und kalorischen Apparatekonstanten.

orteile

• Sehr einfaches, klares und didaktisch optimiertes Design für den direkten Einblick in thermodynamische Vorgänge
• Integrierte Heizwicklung ermöglicht die direkte Zufuhr einer exakt definierbaren elektrischen Energiemenge
• Robuste und unempfindliche Bauweise aus Aluminium und Kunststoff, ideal für Schüler- und Studentenpraktika
• Effektive thermische Isolierung schützt die Messwerte vor dem verfälschenden Einfluss der Raumtemperatur
• Geringe Eigenwärmekapazität des inneren Aluminiumgefäßes erhöht die Genauigkeit der Versuchsergebnisse

Nachteile

• Rein manuelles Rührsystem erfordert konstante Betätigung durch den Experimentator während der Messreihe
• Keine Vakuum-Isolation wie bei High-End-Dewargefäßen, dadurch bei sehr langen Messungen Rest-Wärmeaustausch mit der Umwelt vorhanden
• Maximaler Temperatureinsatz auf 100 °C begrenzt, für Hochtemperatur-Thermodynamik nicht einsetzbar
• Keine direkte integrierte Messwerterfassung, ein externes Thermometer oder Messgerät ist zwingend erforderlich

Das Phywe 04401.00 arbeitet nach dem kalorimetrischen Mischungs- und Konversionsprinzip innerhalb eines geschlossenen, thermisch isolierten Systems. Dem System wird entweder über die eingebaute elektrische Heizwendel eine definierte elektrische Arbeit zugeführt, die sich in thermische Energie umwandelt, oder es wird ein extern erhitzter Festkörper in das kalorimetrische Wasserbad eingebracht. Über den Hubrührer wird sichergestellt, dass die Temperatur im gesamten Medium homogen bleibt. Da die Isolation den Wärmeaustausch mit der Umgebung unterbindet, gilt das Gesetz der Energieerhaltung: Die abgegebene Wärmemenge entspricht der aufgenommenen Wärmemenge des Wassers und des Gefäßes. Über die mathematische Auswertung der Temperaturänderung mittels der bekannten spezifischen Wärmekapazität von Wasser lässt sich die gesuchte Messgröße exakt berechnen.

Die Entwicklung der Kalorimetrie reicht bis ins 18. Jahrhundert zu den Eiskalorimetern von Antoine Lavoisier und Pierre-Simon Laplace zurück. Im 19. Jahrhundert nutzte James Prescott Joule ähnliche Wasserbehälter mit Rührwerken, um das mechanische und elektrische Wärmeäquivalent zu bestimmen und den ersten Hauptsatz der Thermodynamik zu beweisen. Die Firma PHYWE (Physikalische Werkstätten Göttingen, gegründet 1913) spezialisierte sich früh darauf, diese klassischen physikalischen Forschungsaufbauten für Lehrzwecke zu modifizieren. Das Modell 04401.00 stellt die Evolution dieser klassischen Versuchsanordnungen in ein standardisiertes, kompaktes Unterrichtsgerät dar. Während historische Kalorimeter des frühen 20. Jahrhunderts oft aus schweren Holzboxen mit Filz- oder Strohisolierung bestanden, ersetzte Phywe diese Strukturen schrittweise durch moderne Kunststoffe und optimierte Aluminium-Einsätze. Das Prinzip blieb über Generationen hinweg unverändert und bildet bis heute das Fundament für das Verständnis thermodynamischer Grundgesetze im naturwissenschaftlichen Unterricht.