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Wärmelehre 4



Hier haben wir ihn wieder, den Erwärmungsprozess von Wasser. Links im Diagramm von tiefen Minusgraden kommend erreicht die Temperatur des Eises 0°C. Es dauert jetzt eine Weile, bis alles Eis geschmolzen ist und so lange ändert sich auch die Temperatur nicht. Man nennt die jetzt hinzugefügte Wärmemenge auch Erstarrungswärme, weil sie natürlich beim umgekehrten Prozess auch wieder frei wird.

Die danach hinzugefügte Wärme erreicht jetzt auch wieder eine Temperaturerhöhung. So geht es bis 100°C. Wasser braucht von allen Stoffen fast am meisten Verdampfungswärme, mehr als 5 Mal so viel wie von 0 bis 100°C. Es ist vielleicht verständlicher, wenn man bedenkt, dass die HO-Moleküle jetzt den 1.700-fachen Raum einnehmen. Erst wenn alles Wasser verdampft ist, bewirkt die dann hinzugefügte Wärme wieder eine Temperaturerhöhung.

So. jetzt können wir den kompletten Vorgang noch einmal aus molekularer Sicht beschreiben. Aus der absoluten Starre bei -273°C wird die Molekülbewegung durch zugeführte Wärme bzw. Energie in Gang gesetzt. Je höher die Temperatur, desto schneller schwingen die Moleküle, mit immer gleicher Schwingungsweite und insgesamt alle Richtungen abdeckend.

Die erste Besonderheit kommt bei 0°C, wenn die Moleküle die feste Struktur zugunsten einer weniger fest gefügten, aber immer noch vorhandenen Struktur aufgeben. Der zweite Wechsel passiert bei 100°C, wo die Moleküle den Verband endgültig verlassen. Der Unterschied ist bedeutend, denn Wasser ordnet sich im Prinzip immer der Schwerkraft gehorchend unten in einem Gefäß an, während Dampf den gesamten Raum ausfüllt, egal wie groß er ist. 09/13

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