Wärmepumpe für den Physik-Unterricht

Wärmepumpe für den Physik-Unterricht

Besonders anschauliches Demonstrationsmodell zur Darstellung der
Funktionsweise eines Kühlschranks bzw. einer elektrischen Kompressionswärmepumpe.
Bestehend aus Kompressor (Verdichter) mit Antriebsmotor,
Verfl üssiger, Ausdehnungsventil und Verdampfer. Einsetzbar
als Luft-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Einschließlich
Energiemesser zur Bestimmung der Betriebsdauer, der Netzspannung,
der aktuellen Leistungsaufnahme und der elektrischen Arbeit und
zwei Thermometern zur Bestimmung der Temperaturen in den beiden
Reservoirs. Die Komponenten sind durch Kupferrohre zu einem
geschlossenen System verbunden, auf einem Grundbrett aufgebaut
und können dank der übersichtlichen Anordnung unmittelbar mit der
Abfolge der Zustandsänderungen im Kreisprozess der Wärmepumpe
in Verbindung gebracht werden. Verdampfer und Verfl üssiger sind
als Kupferrohrwendeln ausgebildet und tauchen in je einen Wasserbehälter
ein, der als Reservoir zur Bestimmung der aufgenommenen
bzw. abgegebenen Wärme dient. Zwei große Manometer zeigen die
Druckverhältnisse des Kältemittels in den beiden Wärmetauschern an.
Durch zwei Schaugläser kann der Aggregatzustand des Kältemittels
hinter dem Verdampfer und hinter dem Verfl üssiger beobachtet werden.
Ein Ãœberdruck-Schutzschalter trennt den Kompressormotor bei
einem Ãœberdruck von 15 bar vom Netz.

Kompressorleistung: 120 W
Kältemittel: R 134A, FCKW-frei
Temperaturreservoire: je 2000 ml
Manometer: 160 mm Ø
Abmessungen: 560 × 300 × 630 mm
Masse: 23 kg

Die Wärmelehre ist ein besonders spannendes Teilgebiet der Physik, welches sich mit der Temperatur von Körpern sowie der Zufuhr und Abgabe von Wärme beschäftigt. Um Ihren Schülern möglichst realitätsnah zu veranschaulichen, wie die Wärmeleitung umgekehrt zu ihrer natürlichen Richtung funktioniert, eignet sich die Wärmepumpe für Ihren Physik-Unterricht als anschauliches Demonstrationsmaterial.

Ihren Physikunterricht anschaulich gestalten

Die Wärmepumpe für den Physik-Unterricht in den Maßen 560 x 300 x 630 mm³ ist ein anschauliches Demonstrationsmodell zur Darstellung der Funktionsweise eines Kühlschranks bzw. einer elektrischen Kompressionswärmepumpe. Sie besteht aus einem Kompressor mit Antriebsmotor und einer Leistung von 120 W, einem Verflüssiger, einem Ausdehnungsventil sowie einem Verdampfer und nutzt das Kältemittel R 134A, welches FCKW-frei ist.

Anders als eine Wärmekraftmaschine überträgt die Pumpe die Wärme entgegen der natürlichen Richtung eines Wärmestroms von einem kälteren Körper auf einen wärmeren. Auf Grundlage dieses Prinzips erklären Sie Ihren Schülern auch die Funktionsweise eines Kühlschranks, denn hier wird die dem Innenraum entzogene Wärme mithilfe eines Kompressors an den Raum abgegeben. Das Gerät ist sowohl als Luft-Wasser- als auch Wasser-Wasser-Wärmepumpe einsetzbar. Während erstere die Umgebungsluft als Wärmequelle nutzt, entzieht letztere dem Grundwasser die nötige Energie.

Wärmepumpe für den Physik-Unterricht mit Energiemesser

Die Pumpe ist mit einem Energiemesser zur Bestimmung der Betriebsdauer, der Netzspannung, der aktuellen Leistungsaufnahme und der elektrischen Arbeit sowie zwei Thermometern zur Bestimmung der Temperaturen in den beiden Reservoirs ausgestattet. Die Komponenten sind durch Kupferrohre zu einem geschlossenen System verbunden, auf einem Grundbrett aufgebaut und können dank der übersichtlichen Anordnung unmittelbar mit der Abfolge der Zustandsänderungen im Kreisprozess der Wärmepumpe in Verbindung gebracht werden.

Der Verdampfer sowie der Verflüssiger sind als Kupferrohrwendeln ausgebildet und tauchen in je einen Wasserbehälter ein, der als Reservoir zur Bestimmung der aufgenommenen und abgegebenen Wärme dient. Zwei große Manometer mit einem Durchmesser von 160 mm zeigen zudem die Druckverhältnisse des Kältemittels in den beiden Wärmetauschern an. Durch zwei Schaugläser kann der Aggregatzustand des Kältemittels hinter dem Verdampfer und hinter dem Verflüssiger beobachtet werden. Der Überdruck-Schutzschalter trennt den Kompressormotor bei einem Überdruck von 15 bar vom Netz.

In Physik mit der Wärmepumpe experimentieren

Ob mit der Experimentierbox „Wärme“ oder der Wärmepumpe – sobald das Themengebiet der Wärmelehre ansteht, warten im Physik-Unterricht spannende Experimente auf Ihre Schüler. Dank anschaulicher Versuche wird es für Ihre Schüler zu einem Kinderspiel, die Funktionsweise einer Wärmepumpe zu verstehen. Mithilfe der beiden Wasserbehälter wird es etwa möglich, die Temperaturänderung der Wasserbäder zu bestimmen, sobald diese Wärme austauschen. Anschließend kann zudem mit den Kennzahlen der Anlage gerechnet werden, sodass die kleinen Physiker auch auf diesem Gebiet fit werden.

Bestellen Sie jetzt die Wärmepumpe für den Physik-Unterricht und demonstrieren Sie Ihren Schülern, wie Wärme von einem kälteren Körper auf einen wärmeren übertragen wird.