Spezifische Schmelzwärme, Schmelztemperatur
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Spezifische Schmelzwärme, Schmelztemperatur? Was ist das? Die Teilchen (Atome/ Moleküle) eines Festkörpers befinden sich in ständiger Schwing-Bewegung um ihre "Ruhelage" im Gitterverband (Kristall) des Körpers. Nur bei "Absolutem Nullpunkt" stehen sie vollkommen still. Führt man dem Körper Wärme (=Energie) zu, so erhöht sich der Schwingungszustand (=kinetische Energie) der Teilchen um ihren Gitterplatz immer mehr, was wir als Zunahme der Temperatur des Körpers wahrnehmen. Temperatur ist nichts anderes als eine Beschreibung bestimmter Bewegungszustände der Teilchen eines Körpers. Neben der kinetischen Energie nimmt auch die potenzielle Energie der Teilchen bei Erwärmung zu, weil die Teilchen durch ihre Hin- und Herbewegung ganz einfach mehr Platz brauchen und damit ihre Abstände zu ihren Nachbarteilchen entgegen starker Bindungskräfte vergrößern. Der Körper vergrößert i.d.R. also bei Erwärmung sein Volumen. Hat der Körper durch Erwärmung seine Schmelztemperatur erreicht, passiert etwas merkwürdiges: die Temperatur steigt nicht weiter an, die Bewegungsenergie wird also nicht größer, obwohl doch Energie zugeführt wird. Das liegt daran, dass die Teilchen ab jetzt die zugeführte Wärme nicht mehr in kinetischer Form, sondern als potenzielle Energie aufnehmen. Ihr Bewegungszustand ist an einer Grenze angelangt, wo er nicht mehr steigerungsfähig ist, weil die festen Bindekräfte der Nachbarteilchen ein heftigeres Schwingen nicht mehr zulassen. Also kann die Energie nur noch in potenzieller Form aufgenommen werden, das heißt aber: dass sich die Abstände der Teilchen untereinander vergrößern und damit ihre Bindung an die Nachbarn überwinden. Der Körper wird nach und nach flüssig. Dazu braucht man eine ganze Menge Energie, die so genannte "Schmelzwärme". Um ein Kilogramm eines bestimmten Stoffes vollständig zu schmelzen, braucht man die "spezifische Schmelzwärme", sie ist also stoffgebunden und auf 1 kg begrenzt. Um 1kg 0°C kaltes Eis z.B. in 0°C kaltes Wasser zu schmelzen, braucht man eine Energie von 334 kJ. Schmelztemperaturen bei 1013 Hektopascal Helium (bei 26 bar) Wasserstoff Deuterium Tritium Neon Sauerstoff Stickstoff Ozon Ethanol (C2H5OH) Chlor T/°C T/K -272,2 0,955 -259 14 -254 19 -253 20 -248 25 -218 55 -210 63 -193 80 -114 159 -102 171 spez. Schmelzwärme ( /kJ /mol) Aluminium Antimon Bismut Blei Chrom Eisen Gold Graphit Cadmium Kalium 398 10,7[4] 163 19,8 55 11,5 23,4 4,85[5] 325 16,93[6] 268 15 63 12,4 16750 201 55 6,2[7] 63 2,5 Motorenbenzin Quecksilber Glykoldinitrat Wasser Nitroglycerin Benzol Kerzenwachs Naphthalin Trinitrotoluol Schwefel (rhombisch) Schwefel (monoklin) Zucker Lithium Zinn Blei Zink Aluminium Kochsalz Silber Gold Kupfer Beryllium Eisen Platin Bor Wolfram Diamant Hafniumcarbid Tantalcarbid Tantalhafniumcarbid -40 233 -38,36 234,795 -22 251 0 273,155 2 275,95 5,5 278,7 55 328 80 353 80,35 353,2 113 386 119 392 160 433 180 453 231 504 327,4 600,6 419,5 692,7 660,32 933,48 801 1.074 960,8 1.234,00 1.064 1.337 1.084 1.357 1.287 1.560 1.536 1.809 1.773,50 2.046,70 2.076 2.349 3.422 3.695 3.547 3.820 3.890 4.163 3.942 4.215 4.215 4.488 Cobalt Kohlendioxid Kupfer Magnesium Mangan Natrium Nickel Paraffin Phosphor Platin Quecksilber Sauerstoff Schwefel (monoklin) Silber Silicium Wachs Wasser Wasserstoff Wolfram Zink Zinn 291,8 17,2[8] 180 7,9 210 13,3[9] 373 9,1 264 14,5 113 2,6[10] 301 17,7 200 ... 240 21 0,7 100 19,5 11,81 2,37[11] 13 0,2 38 1,2 105 11,3 1803,7 50,66[12] 176 333,5 6,01 59 0,06 191,3 35,2[13] 113 7,4[14] 59 7,03[15]
