Gefriert oder schmilzt Wasser/Eis bei 0 Grad Celsius?
Hey,
ich weiß, 0 Grad Celsius ist die Temperatur, bei der Wasser zu Eis gefriert und Eis zu Wasser schmilzt, aber es kann ja nicht beides gleichzeitig an diesem Punkt passieren, also was passiert denn jetzt bei 0 Grad Celsius?
Bitte keine begriffsstutzigen oder nicht ernst gemeinten Antworten!
Danke.
7 Antworten
Gleichzeitig wird es nicht passieren; da hast Du recht!
Es muss immer eine treibende Kraft geben, welche die Wärme in die eine oder andere Richtung treibt.
Das heißt: Ein Gemisch von Wasser und Eis von genau 0°C wird weder gefrieren noch schmelzen; es bleibt wie es ist.
Wenn das Wasser leicht über 0°C ist, wird Wärme fließen und das Eis wird schmelzen.
Andererseits wird ein See in einer kalten Winternacht von oben her gekühlt und das Wasser wird bei genau 0°C zu Eis, weil die Luft über dem See weit unter 0°C ist.
Sobald Wasser gefriert oder Eis schmilzt, findet ein Wärmefluß statt und dieser ist immer mit --sei es noch so kleine-- Temperaturdifferenzen verbunden.
Der Hinweis auf den Tripelpunkt ist nicht relevant und eher verwirrend.
Google mal nach Tripelpunkt von Wasser. Es hängt nämlich vom Druck und der Umgebungstemperatur ab was genau geschieht und ja, es kann theoretisch alles zu einem Zeitpunkt geschehen. Sowohl Wikipedia als auch andere zuverlässigere Onlinequellen können dir weiterhelfen. Die einschlägige Fachliteratur einer Bibliothek ist ebenso hilfreich um das Fragestellung nicht nur zu beantworten sondern auch zu verstehen.
es kann ja nicht beides gleichzeitig an diesem Punkt passieren
Warum fragst du nach Informationen, wenn du schon eine Meinung hast?
Natürlich passiert beides gleichzeitig!
Einige Teilchen werden flüssig, andere werden fest, im Mittel gleicht sich das aus. Wenn du keine Energie entziehst oder zuführst.
Genau wie bei gesättigten Salzlösungen (mit überschüssigem festen Salz).
Einige Ionen lösen sich, andere binden sich wieder an den Kristall. Im Mittel gleicht sich das aus.
Oder wenn Flüssigkeiten verdunsten, und das Gas darüber gesättigt ist.
Die einen ... die andern ...
Der Fachbegriff nennt sich dynamisches Gleichgewicht.
Natürlich kann beides bei derselben Temperatur passieren. Diese ist nämlich eine Phasenübergangstemperatur, bei der ein Gleichgewicht zwischen Eis und flüssigem Wasser herrscht.
Es ist durch eine unendliche Wärmekapazität eines Systems aus Wasser und Eis bei T=273,15K gekennzeichnet, denn die Wärmekapazität ist ja durch
C = δQ/dT
gegeben wobei δQ die zugeführte Wärme und dT die Temperaturänderung ist.
Solange Wasser und Eis im System koexistiert, ändert sich die Temperatur nicht, wenn Du ihm Wärme zuführst oder entziehst. Nur das Gleichgewicht verschiebt sich in Richtung fest oder flüssig. Ganz in der Nähe (273,16K) liegt übrigens die Tripeltemperatur des Wassers. Bei niedrigem Druck, wie man ihn beispielsweise auf dem Mars findet, liegt Wasser in allen drei Aggregatzuständen vor. Hier fallen Schmelz- und Siedepunkt zusammen.
Kommt auf die Reinheit des Wassers an. Mit vielen Inhaltsstoffen gefriert Wasser leichter dh bei 0 Grad, sehr sauberes filtriertes Wasser später.