Schmilzt "Eis/Wasser" bei genau 0 Grad?
Also was passiert bei genau 0 Grad? Ich weiss, dass es unter 0 Grad erstarrt und über 0 Grad flüssig wird und erhitzt.
Und was passiert bei 100 Grad? Weil bei über 100 Grad verdampft Wasser und bei unter 100 Grad kondensiert Dampf.
3 Antworten
Ja bei 0 Grad ist genau der Phasenübergang. Das bedeutet wenn das Wasser 0 grad erreicht beginnen sich Eiskristalle zu bilden und die Temperatur wird nicht unter 0 grad fallen bis das gesamte Wasser gefroren ist. Grund dahinter ist weil das Wasser beim Erstarren Energie abgibt die abgeführt werden muss, daher stellt sich bei 0 Grad eben ein Plateu ein von dem es erst tiefer geht wenn das Wasser zu Eis wurde.
Bei 100 Grad ist es unter Normaldruck genau so. Die Temperatur in kochenden Wasser ist 100°C und steigt nicht bis nicht alles Wasser verdampft ist.
Beim umgekehrten Weg passiert das Gegenteil, der Wasserdampf kondensiert und hält die Temperatur bei 100°C bis er komplett flüssig wurde. Bei 0° schmilzt dann das Eis und hält das Wasser bei 0° bis es geschmolzen ist.
Natürlich geht diese Antwort von einer perfekten Durchmischung aus sodass keine kritischen Zustände auftreten. Nämlich kann zB Wasser in Flüssiger Form heißer als 100°C werden wenn keine Siedekeime vorhanden sind und dann beim einbringen von Siedekernen explosionsartig verdampfen. Wasser kann ohne entsprechende Kristallisationskeime auch unter 0°C bekommen und dann beim einbringen von einem Keim schlagartig gefrieren wie mans zB bei Eisregen kennt.
Den Übergang bei 0 Grad, bzw. 100 Grad nennt man Phasenübergang. Das ist die Bezeichnung, wenn ein Stoff von einem Aggregatzustand in einen anderen übergeht. Die Temperaturen bei Wasser beziehen sich dabei auch auf den entsprechenden "normalen" Luftdruck; in einem Schnellkochtopf kocht das Wasser aufgrund des höheren Drucks noch nicht bei 100°C.
Allerdings sind diese Temperaturen auch so nicht fix. Ein Phasenübergang ist nur möglich, wenn eine sog. "Schwellenenergie" zugeführt wird. Es reicht also nicht, Wasser auf 100°C zu erhitzen, um es zum Kochen zu bringen, sondern es muss dazu noch weitere Energie zugeführt werden. Das gilt übrigens für alle Phasenübergänge; ohne zusätzliche Schwellenenergie passiert sonst zunächst nichts, auch nicht bei der Abkühlung. Der Grund ist, weil sich beim Phasenübergang die molekulare, bzw. atomare Struktur verändert. Wasser kann also auch bei unter Null Grad noch flüssig bleiben, kann aber dann durch eine kleine Erschütterung (Energiestoß) sehr schnell gefrieren.
Unter normalem Luftdruck findet bei diesen Temperaturen ein sog. Phasenübergang statt. Bei 0°C schmilzt Eis oder erstarrt Wasser und bei 100°C verdampft es, bzw. kondensiert. An diesen Temperaturpunkten herrscht ein Gleichgewicht zwischen den beiden beteiligten Phasen: fest/flüssig und flüssig/dampfförmig.
Wird Energie zugeführt, schmilzt Eis bei 0°C zunehmend, wobei die Temperatur so lange bei 0°C bleibt, wie Eis noch vorhanden ist. Entsprechend ist es bei 100°C.
Wird dagegen gekühlt, so wird der umgekehrte Vorgang ablaufen.