Wie kalt ist ein Eiswürfel?

Wie kalt ist ein Eiswürfel?

Ein Eiswürfel ist ein faszinierendes Beispiel für einen Phasenübergang, den Prozess, bei dem eine Substanz von einem Zustand in einen anderen übergeht. Im Fall eines Eiswürfels wandelt sich das feste Eis bei 0° Celsius (°C) in flüssiges Wasser um.

Konstanz der Temperatur während des Schmelzens

Eine bemerkenswerte Eigenschaft dieses Phasenübergangs ist, dass die Temperatur des Eiswürfels während des Schmelzens konstant bleibt. Dies mag überraschend erscheinen, da man erwarten würde, dass die zugeführte Energie die Temperatur erhöht. Allerdings wird die zugeführte Energie nicht zur Erhöhung der Temperatur verwendet, sondern dazu, die Wasserstoffbrückenbindungen aufzubrechen, die die Wassermoleküle im Eisgitter zusammenhalten.

Energieverbrauch für den Phasenübergang

Diese zugeführte Energie wird als “latente Schmelzwärme” bezeichnet. Sie wird vollständig für den Phasenübergang vom Eis zum Wasser verbraucht, ohne dass sich die Temperatur erhöht. Sobald das gesamte Eis geschmolzen ist, kann die zugeführte Wärme zur Erhöhung der Temperatur des Wassers verwendet werden.

Praktische Auswirkungen

Das Verständnis des Phasenübergangs von Eis zu Wasser hat praktische Auswirkungen in verschiedenen Bereichen. Zum Beispiel wird die latente Schmelzwärme von Eis in Kühlschränken genutzt, um Lebensmittel kühl zu halten. Wenn Eis schmilzt, entzieht es der Umgebung Wärme, was zu einer Temperaturabsenkung führt.

Zusammenfassung

Die Temperatur eines Eiswürfels beträgt konstant 0°C während des Schmelzens. Dies ist auf die latente Schmelzwärme zurückzuführen, die für den Abbau der Wasserstoffbrückenbindungen verbraucht wird, die das Eisgitter zusammenhalten. Wenn das gesamte Eis geschmolzen ist, kann die zugeführte Wärme zur Erhöhung der Wassertemperatur verwendet werden.