Temperaturkurve Wasser

Temperaturkurve beim Erwärmen von Wasser
0 bis W1: Eis unter 0°C wird erwärmt
W1 bis W2: Das Eis schmilzt bei 0°C, die feste Kristallstruktur wird durch vermehrte
thermische Bewegung aufgebrochen, Moleküle können sich gegenseitig bewegen, bleiben
aber aufgrund von Wassestoffbrückenbindungen nebeneinander. Die zugeführte Energie
führt nicht zur Temperaturerhöhung, sondern nur zum Aufbrechen der Kristallstruktur (dazu
ist Arbeit erforderlich) der noch vorhandenen Eiswürfel.
Spezifische Schmelzwärme: Energie die notwendig ist, um 1 kg eines festen Stoffes zu
schmelzen. z.B.Energie für 1kg 0°C-Eis in 1kg 0°C Wasser zu verwandeln:
Spezifiche Schmelzwärme von Wasser:
sH2O = 332,4 kJ.kg-1
W2 bis W3: Alle Eiswürfel sind aufgelöst, die Wärmezufuhr führt zur Erwärmung, d.h. zu
stärkerer thermischer Bewegung der H2O- Moleküle. Dies reicht aber vorerst nicht aus, die
Wasserstoffbrückenkräfte zu überwinden und die Moleküle voneinander zu lösen.
Spezifische Wärmekapazität c: Wärmeenergie Q die notwendig ist, um 1Kg(1g) Wasser um
1°C zu erwärmen.
Es gilt also
Spez. Wärmekapazität Wasser:
cH2O = 4,1855 kJ.kg-1.K-1
𝑸
c = 𝒎.∆𝑻 bzw. Q = c .m .ΔT
Q…Wärme, c…spez. Wärmekapazität, ΔT…Temperaturänderung
W3 bis W4: Bei 100°C wird die zugeführte Energie vollständig dazu verwendet die
Wasserstoffbrückenbindungen aufzubrechen und führt zu keiner weiteren Erwärmung. Das
Wasser siedet/verdampft.
Spezifische Verdampfungswäme r: Energie die notwendig ist, um 1kg eines Stoffes zu
verdampfen.
Spez. Verdampfungswärme von Wasser: rH20 = 2260 kJ.kg-1
W4 bis W5: Weitere Energiezufuhr führt zur Erwärmung des Wasserdampfes