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bei Kenntnis von c bzw. Q durch Messung der Temperaturänderung
T möglich.
Folgende Bedingungen müssen erfüllt sein:
Die Temperaturänderung
T darf nicht zu groß sein (
T
1
K), damit die
Voraussetzung für die Integration, nämlich c
D
c
.
T
/ D
konstant, hinreichend
gegeben ist.
Die Wärme soll vollständig an das Messsystem abgegeben werden. Das heißt,
dass ein Wärmefluss zwischen dem System und der Umgebung verhindert wer-
den sollte, denn dieser würde den
T-Wert verändern.
Die Wärmekapazität c
Kal
des Kalorimetersystems setzt sich additiv aus den Wär-
mekapazitäten der einzelnen Kalorimeterteile zusammen und ist i. A. nicht bere-
chenbar. Man bestimmt sie deshalb experimentell, indem unter den gleichen ther-
modynamischen Bedingungen wie beim eigentlichen Experiment dem Kalorimeter
eine definierte Wärmemenge Q
Kal
zugeführt und die Temperaturerhöhung gemes-
sen wird. Dieses zusätzliche Experiment zur Bestimmung der Wärmekapazität des
Kalorimeters wird als Kalibrierung bezeichnet.
Die Voraussetzung, dass jede im Kalorimeter stattfindende Wärmetönung voll-
ständig in Form einer Temperaturänderung messbar wird, ist experimentell nicht
realisierbar, da Wärme im Gegensatz zu Partikeln räumlich nicht fixiert werden
kann. Es gibt keine Materialien, die eine vollkommene Wärmeisolation und damit
adiabatische Arbeitsweise ermöglichen. Das bedeutet, dass in jeder kalorimetri-
schen Anordnung der Wärmeübergang mit der Umgebung zu berücksichtigen ist.
Die an die Umgebung übertragene bzw. von ihr aufgenommene Wärmemenge sei
mit dQ
U
bezeichnet. Dann gilt:
dQ
D
c
Kal
dT
C
dQ
U
:
(1.48)
Mit dem aus der Physik bekannten Newton'schen Abkühlungsgesetz wird dQ
U
er-
setzt. Es ergibt sich die Kalorimetergleichung:
dQ
D
c
Kal
dT
C
K
Q
.
T
Kal
T
U
/
dt
(1.49)
bzw. in integrierter Form
Q
D
c
Kal
T
C
K
Q
.
T
Kal
T
U
/
t
:
(1.50)
K
Q
Wärmeübergangskonstante;
T
Kal
Temperatur des Kalorimeters;
T
U
Temperatur der Umgebung;
t
Zeit.
Grundsätzlich wird zwischen Wärmeflusskalorimetern mit großer Wärmeüber-
gangskonstante und quasiadiabatischen Kalorimetern mit kleiner Wärmeüber-
gangskonstante unterschieden.
