Titel der Einheit Verdunstungskälte Stoffgebiet Name und Email des Einsenders Ziel der Einheit Wärme Gudrun Dirmhirn [email protected] Wenn man nasse Kleidung aufhängt, wird sowohl die Kleidung als auch die Umgebung kälter, da schnelle Moleküle die Kleidung verlassen. Inhalt Beobachten, analysieren, Beispiele im realen Leben finden. Voraussetzungen Erstes Experiment: Thermometer, Watte, Faden, Azeton Zweites Experiment: Tongefäß, Platte, Thermometer, Watte, Wasser, Fön Bemerkungen Dieses Projekt wurde mit Unterstützung der Europäischen Kommission im Rahmen des Programms für Lebenslanges Lernen (539234-LLP-1-2013-1-AT-COMENIUS-CAM) finanziert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung tragen allein die Verfasser; die Kommission haftet nicht für die weitere Verwendung der darin enthaltenen Angaben. 9HUGXQVWXQJVNlOWH 0DWHULDO 7KHUPRPHWHU HLQHQ:DWWHEDXVFK )DGHQ 1DJHOODFNHQWIHUQHU $FHWRQ 9HUVXFKVGXUFKIKUXQJ ¾0DFKH ]XHUVW GHQ :DWWHEDXVFK PLW GHP )DGHQ DP XQWHUHQ (QGH GHV 7KHUPRPHWHUVIHVW ¾/HVHQXQGLH7HPSHUDWXUDEXQGQRWLHUHVLH ¾%HIHXFKWHGLH:DWWHYRUVLFKWLJPLW1DJHOODFNHQWIHUQHU$FHWRQ ¾%HREDFKWH ZDV LQ GHQ QlFKVWHQ 0LQXWHQ GDV 7KHUPRPHWHU DQ]HLJW 'X NDQQVWHYHQWXHOOGDV7KHUPRPHWHUOHLFKWKLQXQGKHUVFKZHQNHQRGHUGHQ :DWWHEDXVFKDQEODVHQ ¾1RWLHUHLPPHUZLHGHUGLH7HPSHUDWXU ¾'X N|QQWHVW QRFK HLQHQ ]ZHLWHQ 9HUVXFK PDFKHQ ZR GX GLH :DWWH PLW :DVVHUEHIHXFKWHVW'HU(IIHNWLVWDOOHUGLQJVQLFKWVRJXW]XVHKHQXQG HVGDXHUWHWZDVOlQJHU 'HLQH1RWL]HQ (UNOlUXQJ .DQQPDQGLHVHQ(IIHNWDXFK]X+DXVHEHPHUNHQ" :LUGGLH9HUGXQVWXQJVNlOWHGDKHLPRGHULQDQGHUHQ/lQGHUQDXVJHQW]W" 'HUNKOHQGH7HUUDNRWWD7RSI 0DWHULDO 7HUUDNRWWD7RSI 7HOOHU 7KHUPRPHWHU HWZDV:DWWH :DVVHU )|Q 9HUVXFKVGXUFKIKUXQJ ¾7DXFKHGHQ7RSILQ:DVVHUELVHUJXWGXUFKQlVVWLVW ¾6WHOOHLKQPLWGHUgIIQXQJQDFKXQWHQDXIGHQ7HOOHU ¾6WHFNHQXQYRUVLFKWLJGDV7KHUPRPHWHUGXUFKGLHgIIQXQJXQGIL[LHUHHV PLW GHU :DWWH $FKWH GDUDXI GDVV GX GLH 7HPSHUDWXU QRFK JXW DEOHVHQ NDQQVW ¾1RWLHUHGLH$QIDQJVWHPSHUDWXU ¾1XQNDQQVWGXPLWGHP)|QNDOWH6WXIHDXIGHQ7RSIEODVHQ ¾1RWLHUHLPPHUZLHGHUGLH7HPSHUDWXU :DVEHREDFKWHVWGX" :LHNDQQPDQGHQ9HUGXQVWXQJVYRUJDQJEHVFKOHXQLJHQ":DUXP" Infoblatt: Verdunstungskälte Wasser bzw. Aceton verdunstet. Dabei wird der Umgebung Wärme entzogen. Molekulare Sichtweise: Befindet sich Wasser im flüssigen Aggregatzustand, so ist die mittlere Geschwindigkeit der Moleküle (oder auch die thermische Energie) zu niedrig, um die anziehende Wirkung der Molekularkräfte (Van-der-Waals-Kräfte) zu überwinden und in den gasförmigen Zustand überzugehen. Man müsste Wärme zuführen, damit die Anziehungskräfte überwunden werden. Macht man das nicht, wird diese Wärme der Flüssigkeit entzogen. Die schnellsten Moleküle überwinden allerdings den Anziehungsbereich und haben genügend thermische Energie, um die Flüssigkeit zu verlassen. Diese gehen in den gasförmigen Aggregatzustand über und bilden den Wasserdampf. Dadurch, dass die schnellsten Moleküle die Flüssigkeit verlassen haben, nimmt ihre mittlere Temperatur ab. Das heißt: die Flüssigkeit kühlt ab. Anders gesagt: Der Wasserdampf hat die Wärme aufgenommen und gespeichert. Kondensiert der Wasserdampf wieder, so wird diese Wärme (latente Wärme) wieder frei. (Gerthsen, 1993) Wie kann der Verdunstungsvorgang beschleunigt werden? Bläst man den Dampf weg, so verhindert man, dass langsamer werdende Moleküle wieder zum flüssigen Wasser zurück kehren. Beispiel: Wäsche trocknet im Wind deutlich schneller! Bei höherer Umgebungstemperatur verdunstet das Wasser schneller. Wo kommt der Effekt der Verdunstungskälte zur Anwendung? Hängt man beispielsweise nasse Wäsche im Zimmer auf, so merkt man, dass sich die Raumluft ein wenig abkühlt. Das ist bei sommerlichen Temperaturen sehr angenehm. Anstatt Ventilator und Luftbefeuchter im Schlafraum aufzustellen, die beide Strom benötigen, kann man einfach nasse Tücher zum Trocknen aufhängen. – Eventuell muss man dazwischen einmal lüften, denn ist die Luftfeuchtigkeit zu hoch, empfinden wir es nicht mehr als angenehm. Habt ihr die Häuser im Süden schon genau unter die Lupe genommen? Dort findet man oft Häuser mit Innenhöfen. Meistens sind dort Brunnen und Pflanzen, die zu einem angenehmen kühlen „Hofklima“ beitragen. Auch in unseren Höfen stehen manchmal große Bäume. Zum einen spenden sie Schatten, und zweitens verdunsten sie Wasser. Im gesamten entwickelt der Baum ein angenehmes Mikroklima. Warum schwitzen wir? Durch den Schweiß wird unsere Haut befeuchtet. Auch hier wird beim Verdunsten unserem Körper Wärme entzogen. Der Körper kühlt somit ab. Unerwünscht ist hingegen derselbe Effekt beim Baden, wenn der Wind über den See und unsere nasse Haut weht. (Kruisz, Hitzenberger, 2005)