Absorption thermischer Strahlung durch atmosphärische Gase

3.1 Der Versuchsaufbau
Die Ergebnisse obiger Untersuchungen sind in Tab 3.1 nochmals zusammengefasst, und
als Vor- und Nachteile hinsichtlich der Verwendung im Experiment gegenübergestellt.
Demnach ist der keramische 60W-Infrarotstrahler am Besten für den Einsatz im Experiment
geeignet. Dieser besitzt zwar mit ungefähr 14 Minuten die längste Aufheizdauer,
ist aber aufgrund seines mittelinfraroten Spektrums am besten zur Untersuchung der
Absorptionsverhalten geeignet, und ermöglicht darüber hinaus den platzsparendsten
Aufbau. Gegen den Einsatz des Bunsenbrenners spricht die Entzündungsgefahr bei der
Verwendung brennbarer Gase.
Das im Folgenden dargestellte Experiment zur Demonstration der unterschiedlichen Absorptionseigenschaften
mehrerer Gase ist zum Vergleich mit einer Auswahl verschiedener
Strahler, dem keramischen 60W-Infrarotstrahler, der Baulampe mit 500 Watt, und
dem Bunsenbrenner durchgeführt und dokumentiert (siehe 3.2.1).
Experimentiergase
Als Experimentiergase liegen mehrere atmosphärische Gase vor, welche in Druckgasflaschen
aufbewahrt werden, und über einen Schlauch in das Messrohr geleitet werden
können. Neben den Treibhausgasen Kohlendioxid CO2, Methan CH4, und Distickstoffoxid
N2O, stehen auch nicht IR-absorbierende Gase wie Stickstoff N2, Argon Ar
und Sauerstoff O2 zu Verfügung. Es ist darauf zu achten, die Gase entsprechend den
Sicherheitsbestimmungen zu verwenden und zu lagern. Im schulischen Gebrauch ist
abzuwägen, inwiefern mit brennbaren Gasen wie Methan oder Distickstoffoxid experimentiert
werden kann. Gegebenenfalls kann das Experiment auch auf die Untersuchung
der Absorptionseigenschaft des nicht entzündbaren Treibhausgases Kohlendioxid reduziert
werden. Auch im Demonstrationspraktikum wird die Analyse auf Kohlendioxid
beschränkt.
Abb. 3.7.: Verwendete Druckgasflaschen von links: Kohlendioxid, Stickstoff, Methan, Argon, Distickstoffoxid
und Sauerstoff.
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