Temperatursprungkurven kommen in vielen thermodynamischen und kinetischen Messungen vor. Beispiele aus dem PC-Praktikum sind die Bestimmung der Molwärme von Metallen (Versuch T6) und die Bestimmung von Verbrennungswärmen (Versuch T8). Die Auswertung der entsprechenden Kurven muss gewissen Konventionen folgen. Im Folgenden wird ausführlich beschrieben, wie Sie die Arbeitsumgebung Igor Pro nutzen können, um einen Temperatursprung graphisch zu bestimmen.
Lesen Sie die Messdaten in Igor ein: Data → Load Waves → Load General Text. Sie brauchen nur die y-Werte als Wave einzulesen. Nennen Sie die Wave z.B. "yw". Falls die Daten als MS-Excel-Dokument vorliegen, ist es am einfachsten, die entsprechende Spalte in der Excel-Tabelle zu markieren und per copy-paste in eine Igor-Tabelle zu kopieren.
Wave graphisch darstellen:
•display yw
Igor stellt die Wave über der Punktnummer dar. Machen Sie sich mit Hilfe der "Grid"-Funktion ein geeignetes Raster -wie auf Millimeterpapier, siehe Abbildung.
Duplizieren Sie die Wave in 2 Maskierwaves mw1 und mw2.
Setzen Sie mw1 = 0, außer im ersten linearen Bereich (in der Abbildung unten 0-40); der Befehl lautet in diesem Beispiel:
•mw1=0
•mw1(0,40)=1
Machen Sie den ersten Line-Fit unter Nutzung von mw1 als Maskierwave. Das Ergebnis lautet fit_yw (wenn Ihre Daten-Wave yw heißt).
Nennen Sie fit_yw um in fit1_yw (damit ein zweiter Fit gemacht werden kann, ohne den ersten zu verlieren).
•rename fit_yw fit1_yw
Präparieren Sie die zweite Maskierwave: im unten gezeigten Beispiel
•mw2=0
•mw2(90,128)=1
Machen Sie den zweiten Linefit unter Nutzung von mw2 als Maskierwave. Das Ergebnis lautet fit_yw. Den alten Linefit, fit1_yw, haben Sie ja noch, weil Sie ihn umbenannt haben. Beide Ausgleichsgeraden sollten jetzt in der Graphik Jetzt sollte Ihre Graphik ungefähr so aussehen wie in der Abbildung, bis auf die senkrechte schwarze Linie.
Jetzt müssen Sie zeichnen! Menüleiste → Graph → ShowTools. Igor-Graphiken haben zwei Layer: einen Datenlayer (dort sind Sie normalerweise) und einen Graphik-Layer (da müssen Sie jetzt rein). Klicken Sie in der Toolbox (links oben an der Graphik angeheftet) das zweite Symbol von oben an (darauf sind ein Kreis, ein Viereck und ein Strich zu sehen), dann sind Sie auf dem Graphik-Layer.
Ziehen Sie eine senkrechte Linie an der halbwegs richtigen x-Stelle.
Sie können die Linie im Graphik-Layer verschieben, indem Sie sie markieren - danach lässt sich die Linie mit den Cursortasten der Computertastatur verschieben (wie immer in Graphik-Programmen). Verschieben Sie die Linie so lange, bis die Zahl der Kästchen im oberen Bereich annährnd gleich der Zahl im unteren Bereich ist. Sie müssen also jetzt Kästchen zählen (ein Igor-Programm hierfür zu schreiben wäre aufwendig).
Ermittlung von Δy (diese Größe ist proportional zu ΔT): Verlassen Sie den Graphik-Layer und gehen Sie wieder in den Datenlayer, indem Sie das oberste Symbol in der Toolbox anklicken (dort ist symbolisch eine Wave zu sehen).
Im Folgenden müssen Sie Cursor verwenden. Diese befinden sich in einem Streifenfeld unterhalb der Abbildung. Falls das Feld nicht sichtbar sein sollte, klicken Sie bitte im Menü "Graph" auf den Menü-Punkt "Show Info" - das Feld wird dann sichtbar. Wenn Sie mit dem Mauszeiger auf einen Cursor klicken, können Sie diesen auf eine Wave ziehen.
Ziehen Sie den runden Cursur auf die Datenwave. Machen Sie den Cursor "frei" (free cursor, rechter Mausklick rechts neben das Cursor-Symbol unter der Abbildung, dort Style → Free) und wandern Sie mit dem Cursor zum Schnittpunkt Ihrer Linie mit der oberen Fit-Geraden. Die Koordinaten des Cursors können Sie jetzt unter der Abbildung ablesen.
Machen Sie dasselbe mit dem zweiten Cursor und der unteren Fit-Geraden.
Ermitteln Sie Δy.
Finito. -
Falls es mehrere Temperatursprünge gibt (Beispiel: Versuch T6), müssen Sie das Verfahren entsprechend anpassen. -
Auswertung einer Temperatursprungkurve am PC mit Igor Pro. Erläuterungen siehe Text.
