Bestimmung des absoluten Nullpunktes der Temperatur und der Boltzmann-Konstanten mit der Soundkarte eines PC

2016 | Physik | Niedersachsen

Teilnehmer

  • Ben Gade (18, rechts), Nienburg
    Marion-Dönhoff-Gymnasium, Nienburg
  • Jan Kube (18, links), Nienburg
    Marion-Dönhoff-Gymnasium, Nienburg

Projekt

Physik am Nullpunkt

Bestimmung des absoluten Nullpunktes der Temperatur und der Boltzmann-Konstanten mit der Soundkarte eines PC

Eigentlich hat die Soundkarte eines Computers einen simplen Zweck: Sie kann Klänge digitalisieren und umgekehrt digitale Dateien in Klänge umwandeln. Ben Gade und Jan Kube haben das Bauteil auf originelle Weise zweckentfremdet. Sie nutzten es, um eine Grundgröße der Physik zu ermitteln: die Boltzmann-Konstante. Diese setzt die mittlere Bewegungsenergie von Teilchen in einem Gas in Bezug zur Temperatur des Gases selbst. Mithilfe der Soundkarte vermaßen die beiden Jungforscher das Rauschverhalten eines elektrischen Widerstands, den sie in einem Spezialofen auf Temperaturen von bis zu 400 ºC aufheizten. Das überraschende Ergebnis: Anhand der Messkurven ließ sich die Boltzmann-Konstante bis auf wenige Prozent genau bestimmen – ebenso wie der Wert des absoluten Temperaturnullpunkts bei rund -273 ºC.


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