VC 02

Innere Energie, Enthalpie und Druck-Volumen-Arbeit in Experimenten mit digitalen Sensoren untersuchen
Vortragende/r: Dr. Hanne Rautenstrauch
Co-Autoren:Andreas Junk
Institution:Europa-Universität Flensburg
Datum:11. September 2024
Zeit:12:00 - 12:45 Uhr
Plätze:noch 100 Plätze frei

Schüler:innen der Sekundarstufe II sollen im Bereich der chemischen Energetik unter anderem Standardreaktionsenthalpien berechnen können. Die zu betrachtenden Größen, die Innere Energie U, die Reaktionsenthalpie H und die Druckvolumenarbeit W, werden im Unterricht meist recht abstrakt und theoretisch eingeführt. Als Folge fällt es Schüler:innen in diesem Themengebiet häufig schwer, den Unterschied zwischen der Inneren Energie und der Enthalpie zu erfassen. Zur besseren Veranschaulichung kann im Unterricht eine experimentelle Näherung erfolgen. Bewährt hat sich hier beispielsweise die Reaktion von Zink mit Salzsäure im geschlossenen (isochoren) und im offenen (isobaren) System. Druckänderungen werden bei dieser Reaktion bisher nur selten untersucht. Doch genau diese Messung des Drucks mit Hilfe eines digitalen Gasdrucksensors während der Reaktion kann vor allem im isochoren System sehr gewinnbringend sein. Denn nur durch den digitalen Messsensor kann die Druckänderung im System für Schüler:innen erfassbar gemacht und auf diese Weise gezeigt werden, dass bei dieser gasbildenden Reaktion auch im isochoren System mechanische Arbeit in Form von Druckvolumenarbeit verrichtet wird.
In dem Vortrag werden Versuche und Versuchsaufbauten vorgestellt, mit denen der Unterschied zwischen der Inneren Energie U und der Reaktionsenthalpie H in isochoren und isobaren Systemen experimentell verdeutlicht werden können. Zudem werden neue experimentelle Zugänge zur Thematisierung der Druckvolumenarbeit im Unterricht vorgestellt.