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Wärmelehre 1



Solange das Video unten auf der Seite noch verfügbar ist, zeigt es, wie Wasser von Zimmertemperatur ohne Erwärmung zum Sieden gebracht werden kann. Man muss nur den Druck absenken. Jetzt wäre ein Blick oben auf das Diagramm gut, weil man dort sehen kann, welcher Druck bei der jeweiligen Temperatur nötig ist, um den Siedeprozess zu gewährleisten.

Klar ist, dass Wasser bei 100°C und 1,0 bar 1.000 (hPa) siedet, das ist unser Umgebungsdruck. Normale Druckmesser z.B. für den Reifendruck würden 0 bar anzeigen. Wenn wir also den Druck um uns herum mit 1 bar angeben, sprechen wir vom absoluten Druck und der ist in der Wärmelehre der eher wichtige. Schauen wir auf das Diagramm, muss der Druck bei 80-grädigem Wasser auf knapp 0,4 bar 400 (hPa) sinken.

Lesen Sie hier mehr über den Druck.

Weiter links auf der Kurve bestätigt sich dann, dass Wasser durchaus auch bei Zimmertemperatur verdampfen kann, allerdings muss seine Umgebung fast vollkommen luftleer gepumpt werden. Im Prinzip erfordert das die gleiche Energie, die auch das Sieden durch Erwärmen gebraucht hätte. Und noch viel mehr Energie wäre nötig, um alles Wasser in Dampf zu verwandeln.

Was passiert da eigentlich, wenn Wasser zu Dampf wird? Wirklich ganz einfach zu erklären, die H2O-Moleküle verlassen ihren Verband und nehmen ab jetzt viel mehr Raum ein, genauer gesagt den 1.700-fachen.

Denn eine bestimmte Wärme, die ein Stoff hat, ist eine Form der Energie. Sie äußert sich in Schwingungen der Moleküle um eine bestimmte Mittellage, bei Eis z.B. innerhalb eines Kristallgitters. Anders als andere Stoffe ist die Dichte von Wasser allerdings bei 4°C am größten. Sie schrumpft mit weiter zunehmender Temperatur mit der schon angedeuteten riesigen Veränderung beim Sieden.

Weil Wasser sich beim Verdampfen so sehr ausdehnt, ist dort die etwa fünffache Energie nötig, um es von 0 auf 100°C zu bringen. Es dauert deshalb so lange, bis aus einem Kessel alles siedende Wasser verschwunden ist. Übrigens nennen wir die Veränderungen, die das Wasser als Eis, Flüssigkeit und Dampf durchläuft 'Aggregatzustände'. 09/13

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