108 Physik verstehen 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12321-3) 50 3Phasenübergänge: Verfestigen und Sublimieren Weshalb vereist ein Tiefkühler? Joshua ist überrascht, als er sich Eiswürfel aus dem Tiefkühler holen will. „Da ist ja alles voller Eis! Wo kommt das denn her?“, fragt er sich. Seine Schwester Rahel erklärt es ihm: „Wenn du den Tiefkühler öffnest, dann gelangt Luft hinein. In der Luft befindet sich immer Wasserdampf – die Luftfeuchtigkeit ( Seite 61). Im Tiefkühler herrscht eine niedrige Temperatur von –18 C°. Dadurch können sich die Wasserteilchen in der Luft sofort zu Eiskristallen zusammensetzen (Abb. 50.1).“ Rahel und Joshua beschließen, das Eis im Tiefkühler zu entfernen. „Die Eisschicht verursacht höhere Energiekosten.“, sind sie sich einig. Weshalb benötigt ein Tiefkühler mehr elektrische Energie, wenn er vereist ist? Wie wird ein Tiefkühler „abgetaut“? Recherchiere die Informationen und verfasse eine Kurzanleitung für deine Familie. Wie ein Tiefkühlfach (Abb. 50.2) Fülle eine leere Konservendose zu 2/3 mit zerkleinerten Eiswürfeln ( Crushed-Ice). Füge pro 100 g Eis 33 g Kochsalz hinzu. Rühre zB mit dem Stiel eines Kochlöffels um. Miss die Temperatur der Eis-Salz-Mischung. Beobachte die Außenseite der Dose. Stelle ein schmales Glas mit Wasser in die Eis-Salz-Mischung. Was kannst du feststellen? Beobachte auch die Eis-Salz-Mischung während des Versuchs. Wofür wird die Wärme benötigt, die von der Eis-Salz-Mischung der Umgebung entzogen wird? Bei Temperaturen tiefer als –8 °C werden die Teilchen des gasförmigen Wasserdampfs in der Luft so langsam, dass sie sich zu festen Eiskristallen zusammensetzen können. Diesen Vorgang nennen wir Verfestigen. An kalten Tagen bei niedrigem Luftdruck kannst du verfestigten Wasserdampf als Reif in der Natur beobachten (Abb. 50.3). Die Eiskristalle zeigen dabei sehr regelmäßige Formen, weil verfestigter Wasserdampf besonders rein ist (Abb. 50.4). Manchmal kannst du hinter Flugzeugen Kondensstreifen sehen. In großen Höhen verfestigt sich dabei der Wasserdampf der Flugzeugabgase (Abb. 50.5). Die Kondensstreifen können lange am Himmel sichtbar sein. Die Temperatur in dieser Höhe beträgt etwa –50 °C und der Luftdruck ist sehr gering. Dort bilden sich auch sogenannte Cirruswolken aus kleinen Eiskristallen (Abb. 50.6). 50.1 Der Tiefkühler vereist, wenn sich der Wasserdampf in der Luft zu Eiskristallen verfestigt. A1 V1 50.2 Wie ein Tiefkühlfach A2 Infobox: Vor der Erfindung des Kühlschranks wurden Schüsseln in eine Eis-Salz-Mischung gestellt, um darin Speiseeis anzurühren. 50.3 Reifbildung an Blättern. Beim Verfestigen geht ein Stoff direkt von seinem gasförmigen in seinen festen Zustand über. Bei tiefen Temperaturen unter –8 °C und geringem Luftdruck verfestigt sich Wasserdampf in der Luft zu Reif. M 50.4 Beim Verfestigen bilden sich besonders reine Eiskristalle. 50.5 Kondensstreifen hinter einem Flugzeug in etwa 8 000 m Höhe. 50.6 Cirruswolken und Kondensstreifen sind verfestigter Wasserdampf. Arbeitsheftseite 19 phv4sb_12321_S001-104_04Korr_20251112.indd 50 13.11.2025 13:28:27 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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