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	Schulleben Jugend forscht Jufo 2004 Lautstärke

"Katharina Dähne, Messungen der Reaktionszeit anhand der Lautstärke"

5. Zweitversuch

Ich hatte erwartet, dass die Lautstärke proportional zur Reaktionsgeschwindigkeit steigt. Ich dachte, dass wenn die Reaktionsgeschwindigkeit verdoppelt wird, dann verdoppelt sich auch das gebildete Wasserstoffvolumen pro Zeiteinheit, damit wird auch die Anzahl der Bläschen verdoppelt und somit verdoppelt sich auch die Laustärke. Dass die Lautstärke nicht proportional zur Reaktionsgeschwindigkeit steigt, hat möglicherweise damit zu tun, dass, wenn die Geschwindigkeit größer wird und mehr Wasserstoff gebildet wird, es nicht unbedingt mehr Bläschen werden, sondern größere. Die größeren Bläschen würden dann vor allem etwas an der Frequenz des Geräusches ändern, und nur unwesentlich etwas an der Amplitude. Um dies herauszubekommen, müsste man in einem weiteren Versuchsaufbau den Zusammenhang zwischen der Reaktionsgeschwindigkeit und den Frequenzen erforschen. Ich hab dazu einen Versuchsaufbau entwickelt, in dem ich die Reaktionsgeschwindigkeit verändere und mir zu den verschiedenen Lautstärken die Frequenzspektren ansehe. Die Reaktionsgeschwindigkeit hab ich variiert, indem ich verschiedene Salzsäurekonzentrationen genommen und die anderen Bedingungen alle gleich gelassen habe. Ich habe insgesamt 3 verschiedene Konzentrationen (40%, 30% und 20%) benutzt und immer ein gleich großes Stück Magnesium genommen, um bei allen drei Messungen die gleiche Oberfläche zu haben. Dann habe ich am Anfang der Reaktion 300 Millisekunden die Lautstärke gemessen. Daraus ergab sich der Graph der Abbildung 8.

Abb.8: Die Lautstärken bei verschiedenen Reaktionsgeschwindigkeiten. Der Rote gehört zu der 30%-tigen Salzsäure, der Schwarze zur 40%-tigen und der Blaue zur 20%-tigen Salzsäure.

Dann hab ich eine Fourier-Analyse gemacht, um die verschiedenen Frequenzspektren zu betrachten. Daraus entstand die Abbildung 9. Man erkennt deutlich, dass die verschiedenen Geschwindigkeiten verschiedene Frequenzspektren haben. Am ersten Peak sieht man, dass der rote Graph ein Stückchen links neben dem Schwarzen liegt, und am zweiten Hochpunkt erkennt man, dass der Blaue ein Stück neben dem roten Graphen liegt.

Abb.9: Die Frequenzspektren bei den verschiedenen Salzsäurekonzentrationen. Der schwarze Graph gehört zu der 40%-tigen Salzsäure, der Rote zu der 30%-tigen und der Blaue zu der 20%-tigen Salzsäure.

In dem Graphen kann man erkennen, dass je höher die Salzsäurekonzentration und damit auch die Reaktionsgeschwindigkeit, desto höher sind die Frequenzen der Maxima. Also bilden sich, wenn sich die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht nicht nur mehr Bläschen, sondern auch verschiedene Bläschen.
Schlusswort

Autor:Katharina Dähne Web: Gisela Müller Datum: Juni 2004. Letzte Änderung am 01.Juli 2004
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