105 Physik verstehen 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12321-3) 47 Wärme in unserer Welt Was verstehen wir unter Schmelz- und Erstarrungswärme? Bei V1 hast du wahrscheinlich bemerkt, dass sich die Temperatur des Heißklebers beim Erstarren nicht ändert. Auch beim Schmelzen ändert sich die Temperatur nicht. Aber warum ist das so? Normalerweise steigt die Temperatur eines Stoffes, wenn man ihn erwärmt, er also Wärme aufnimmt und dadurch seine thermische Energie zunimmt. Wenn du zB einen Eiswürfel erwärmst, dann steigt seine Temperatur so lange, bis er bei 0 °C zu schmelzen beginnt. Wenn du weiter erwärmst, dann ändert sich die Temperatur des Eiswürfels jedoch nicht mehr! Erst wenn der Eiswürfel vollständig geschmolzen ist, steigt die Temperatur des nun flüssigen Wassers weiter (Abb. 47.1). Mit dem Teilchenmodell können wir uns das so vorstellen: Die Wasserteilchen haben im festen Zustand eine stärkere Bindung als im flüssigen Zustand (Abb. 47.2). Damit das feste Eis zu flüssigem Wasser werden kann, muss diese starke Bindung zwischen den Wasserteilchen aufgebrochen werden. Dazu ist Energie (Schmelzwärme) notwendig. Beim Schmelzen führt zugeführte Wärme daher nicht zu einer Erhöhung der Temperatur, sondern zum Aufbrechen der Bindung zwischen den Wasserteilchen! Wir können sagen: „Während des Schmelzens steigt die innere Energie ( Seite 29) eines Stoffes, seine Temperatur bleibt jedoch gleich!“ Wo verwenden wir die Schmelz- und Erstarrungswärme? Zum Kühlen ihrer Getränke hat Selma die Schmelzwärme genutzt. Das Aufbrechen der starken Bindung der Teilchen des Eises braucht Energie. Diese Energie entzieht das schmelzende Eis der warmen Umgebung – Die Getränke werden dadurch gekühlt (Abb. 47.3). Die beim Erstarren freiwerdende Wärme wird zB bei Handwärmern genutzt. Durch das Drücken eines Metallplättchens erstarrt flüssiges Natriumacetat. Der Handwärmer gibt Erstarrungswärme ab und erwärmt sich (Abb. 47.4). Möchte man den Handwärmer wiederverwenden, muss er im Wasser erwärmt werden (Abb. 47.5). Im Frühling werden Obstbäume durch Frostschutzberegnung vor Frostschäden geschützt (Abb. 47.6). Bei Temperaturen unter 0,5 °C werden sie ständig beregnet. Es bildet sich eine Eisschicht. Dabei wird Erstarrungswärme frei, die das Gefrieren der Blüten verhindert. 47.1 Wenn festes Wasser (Eis) erwärmt wird, dann steigt die Temperatur, bis es bei 0 °C zu schmelzen beginnt. Wird weiter erwärmt, dann bleibt die Temperatur so lange gleich, bis das Eis vollständig geschmolzen ist. Temperatur Wärme 100 °C 0 °C –60 °C Wasserdampf Wasser Eis Verdampfen Kondensieren Erstarren Schmelzen 47.2 Im festen Zustand haben Wasserteilchen eine starke Bindung. Im flüssigen Zustand bewegen sie sich stärker. Flüssigkeit Feststoff Um einen Körper, der seinen Schmelzpunkt schon erreicht hat, ganz zu schmelzen, wird Energie benötigt. Diese Energie heißt Schmelzwärme. Während des Erstarrens wird diese Energie als Erstarrungswärme frei. M Infobox: Wenn flüssiges Wasser zu festem Eis erstarrt, wird die Bindung der Teilchen stärker. Dabei wird Energie (Erstarrungswärme) frei. 47.4 Beim Erstarren gibt das flüssige Natriumacetat Erstarrungswärme ab. 47.3 Die Eiswürfel entziehen den Getränken Schmelzwärme. 47.6 Frostschutzberegnung von Apfelblüten 47.5 Im warmen Wasser nehmen Handwärmer Wärmeenergie auf. phv4sb_12321_S001-104_04Korr_20251112.indd 47 13.11.2025 13:28:12 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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