Physik

Eiskalt

Ice cubes falling in water, studio shot

Es ist Sommer, das Wetter warm und die Getränke leider ziemlich rasch auch. Dafür gibt es ja Eiswürfel. Das Besondere an ihnen ist, dass sie eine Flüssigkeit kühlen können, deren Masse grösser als ihre eigene ist. Genau das geschieht ja auch im Glas, wo die kleinen Eiswürfel mehrere 100g Wasser zu kühlen vermögen. Doch warum ist das so?

Erklärung

Wenn das warme Wasser und die Eiswürfel zusammentreffen, so gibt das Wasser dem Eis Wärme (Energie) ab und wird kühler. Die Eiswürfel werden aber durch die erhaltene Energie nicht wärmer, sondern ändern ihren Aggregatszustand (sie schmelzen) und nehmen die Energie in ihr System auf. Irgendwann sind alle Würfel geschmolzen. Dabei sind sie kein Grad wärmer geworden, die einst warme Flüssigkeit jedoch ist erheblich abgekühlt. Zudem muss diese nun noch das entstandene Schmelzwasser so weit erwärmen, bis die beiden Flüssigkeiten genau die gleiche Temperatur haben. Da dies im Verhältnis der Massen geschieht (wenig kaltes Schmelzwasser und viel restliches Wasser), wird das Schmelzwasser dabei viel stärker erwärmt als sich das restliche Wasser abkühlt.

Die entstandene Mischung weist nun eine Temperatur auf, die unter dem Durchschnitt der beiden Anfangstemperaturen abhängig von den Massen liegt.  Eine Mischung von 1kg Eis (bei 0°C) und 1kg Wasser (bei 100°C) beispielsweise wird eben nicht 50°C, sondern nur etwa 10°C warm.

 

Quelle Beitragsbild: res1.windows.microsoft.com

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