Seminar und Praktikum zur Didaktik der Physik
Versuchskarte zu experimentellen Themen
 
Datum: 12.07.2004

Titel:

Treibhauseffekt


Versuchsnr.: 01

Namen: Dieter Krestel, Floian Nonnenmann

Gruppe: B

DP Physik

 
Versuchsaufbauten
mit Parametern
Material: - Lampe mit min. 100W Leistung  (Sonne)
                - Stativ  für die Lampe
                - Plexiglasscheibe (Atmosphäre)
                - gut isolierter Kasten (Styropor, innen schwarz) mit einer offenen Seite (Erde)
                - Thermometer
                - Feuerzeug, Zigarette     
Geräte
mit Firmenangabe
siehe Materialliste, keine speziellen Geräte nötig
Durchführung
Die Lampe wird mit dem Stativ so ausgerichtet, dass sie etwa 30 cm vor der offenen Seite unserer "Erde" steht. Das Thermometer wird ungefähr im Zentrum des Kastens angebracht. Die Plexiglasscheibe wird zunächst direkt hinter der Lampe aufgestellt, so dass  der Kasten offen bleibt.
Nun wartet man bis sich die Temperatur auf einen konstanten Wert eingependelt hat. Anschließend verschiebt man die Scheibe und verschließt damit den Kasten. Man beobachtet den Temperaturverlauf und wartet bis das Thermometer wieder einen konstanten Wert anzeigt. Schließlich bläst man noch Zigarettenrauch in den Kasten und verschließt ihn wieder mit der Scheibe. Die Temperaturmessung wird noch einmal wie oben beschrieben wiederholt.
Letztendlich wird der Kasten wieder geöffnet.
Resultate
möglichst quantitative
Nachdem man den Kasten mit der Scheibe verschlossen hat merkt man, dass sich die Temperatur stark erhöht (ca. 5-10 Grad). Hier wirkt die Plexiglasscheibe wie die Atmosphäre der Erde. Es wird Lichtstrahlung im Inneren des Kasten in Wärmestrahlung umgewandelt. Diese wird bei verschlossenem Kasten von der Scheibe reflektiert und dadurch steigt die Temperatur. Beim letzten Teil des Versuchs steigt die Temperatur noch einmal, jedoch nicht mehr so drastisch. Die zusätzlichen Rauchpartikel reflektieren ebenfalls Wärmestrahlung und somit steigt der Reflexionskoeffizient unseres Systems. Beim Öffnen des Kastens stellt man fest, dass die Temperatur wieder fällt.
Bemerkungen
&
Tricks
Der Versuch kann als Modell der Erde benutzt werden. Die Schüler können mit diesem Versuch Dinge verstehen die sie im alltäglichen Leben beobachten. Eine positive Anwendung findet sich in einem Treibhaus wieder wo die Temperatur höher als die Außentemperatur ist. Diesen Effekt empfindet man im Sommer beim Auto eher als negativ. So kann bei einer Außentemperatur von 30 Grad die Temperatur in einem geschlossenen Auto gut über 50 Grad liegen.
Literatur Dorn - Bader, Physik Sek II