Energie ohne Temperaturanstieg
Wechselt ein Stoff seinen Aggregatzustand, bleibt seine Temperatur konstant, obwohl weiter Energie zugeführt wird. Diese Energie macht die Teilchen nicht schneller, sondern löst die Bindungen zwischen ihnen. Deshalb heißt sie verborgene oder latente Wärme.
- Konstante Temperatur:Beim Wechsel des Aggregatzustands bleibt die Temperatur gleich, obwohl weiter Energie zugeführt wird.
- Latente Wärme:Diese Energie macht die Teilchen nicht schneller, sondern löst ihre Bindungen — deshalb heißt sie verborgene Wärme.
- Sechs Übergänge:Schmelzen und Erstarren, Verdampfen und Kondensieren sowie Sublimieren und Resublimieren verbinden die drei Zustände.
- Druckabhängigkeit:Die Siedetemperatur von 100 °C gilt nur bei Normaldruck, auf dem Berg siedet Wasser früher.
Die sechs Phasenübergänge und ihre Richtung:
fest ⇄ flüssig ⇄ gasförmig
schmelzen / erstarren
verdampfen / kondensieren
sublimieren / resublimieren
Konstante Temperatur: Beim Wechsel des Aggregatzustands bleibt die Temperatur gleich, obwohl Energie zugeführt wird.
Verborgene Wärme: Diese Energie löst die Bindungen zwischen den Teilchen und macht sie nicht schneller.
Übergänge: Schmelzen und Erstarren, Verdampfen und Kondensieren sowie Sublimieren und Resublimieren verbinden die drei Zustände.
Siedetemperatur: Die 100 °C gelten nur bei Normaldruck.
Genauer betrachtet
Die Siedetemperatur gilt nur bei Normaldruck: auf einem hohen Berg siedet Wasser schon deutlich unter 100 °C, im Schnellkochtopf erst darüber. Verdunsten dagegen geschieht bei jeder Temperatur an der Oberfläche — die schnellsten Teilchen entweichen und nehmen Energie mit, die Flüssigkeit kühlt ab (Verdunstungskälte).
Das Diagramm zeigt die Stoffe aus der Übungsaufgabe im Unterricht. Der Ablesepunkt wandert an der Geraden entlang und zeigt zu jeder Temperaturerhöhung die zugehörige Energie.
Die Steigungen im Vergleich: Wasser steigt am steilsten — es braucht pro Grad die meiste Energie. Blei liegt fast flach auf der Rechtsachse. Verändert sich die Masse, kippen alle Geraden gleichzeitig: Die Steigung ist c · m, nicht c allein.
Allgemeine Hinweise
Drei Punkte, die bei Phasenübergängen immer wieder Ärger machen.
Kein ΔT beim Übergang
Während eines Phasenübergangs ist ΔT = 0 — Q = c · m · ΔT liefert hier also nicht die übertragene Energie.
Energie hin und zurück
Schmelzen, Verdampfen und Sublimieren brauchen Energie; Erstarren, Kondensieren und Resublimieren geben genau dieselbe Energie wieder ab.
Druck immer mitnennen
Nenne bei Schmelz- und Siedetemperaturen immer den Druck mit — ohne Angabe ist Normaldruck gemeint.