Bei welcher Temperatur wird flüssiges Wasser fest?

Bei welcher Temperatur wird flüssiges Wasser fest?

Die Umwandlung von flüssigem Wasser in Eis ist ein faszinierender Phasenübergang, der bei 0 °C unter Normaldruck auftritt. Dieser Prozess beinhaltet die Freisetzung von latenter Wärme, da die Wassermoleküle ihre kinetische Energie verlieren und eine geordnete Kristallstruktur annehmen.

Phasenübergänge

Phasenübergänge sind Änderungen des physikalischen Zustands einer Substanz. Sie können auftreten, wenn sich die Temperatur, der Druck oder beides ändert. Die drei Hauptphasenübergänge sind:

• Schmelzen: Feststoff zu Flüssigkeit
• Erstarren: Flüssigkeit zu Feststoff
• Verdampfung: Flüssigkeit zu Gas

Erstarren von Wasser

Wenn Wasser abkühlt, verlieren die Moleküle kinetische Energie und bewegen sich langsamer. Bei 0 °C erreichen die Moleküle eine kritische Temperatur, bei der sie nicht mehr genügend Energie haben, um sich frei zu bewegen. Sie beginnen, sich zu ordnen und eine regelmäßige Kristallstruktur zu bilden.

Dieser Prozess setzt latente Wärme frei, die die Energiemenge darstellt, die freigesetzt wird, wenn eine Substanz ihren Aggregatzustand ändert, ohne sich zu erwärmen oder abzukühlen. Im Fall von Wasser beträgt die latente Wärme der Erstarrung 334 Joule pro Gramm.

Während der Erstarrung bleibt die Temperatur konstant bei 0 °C. Dies liegt daran, dass die freigesetzte latente Wärme die Temperaturerhöhung durch die abkühlenden Moleküle ausgleicht. Wenn die gesamte Flüssigkeit gefroren ist, wird keine latente Wärme mehr freigesetzt und die Temperatur kann weiter sinken.

Fazit

Die Umwandlung von flüssigem Wasser in Eis ist ein Phasenübergang, der bei 0 °C unter Normaldruck auftritt. Dieser Prozess beinhaltet die Freisetzung von latenter Wärme und die Bildung einer geordneten Kristallstruktur. Die Temperatur bleibt während der Erstarrung konstant bei 0 °C.