Carl von Linde und die Kühltechnik - Versuch

Carl von Linde und die Kühltechnik
M3
Versuch: Verdunstungskälte – Seite 1
Wie ein elektrischer Kühlschrank funktioniert
Ein Kühlschrank kann eigentlich gar keine Kälte erzeugen, wie viele Menschen glauben. Es
ist genau umgekehrt: Er entzieht seinem Inneren Wärme! Das schafft er mit Hilfe einer Kühlflüssigkeit, die schon bei ganz niedrigen Temperaturen verdampft – so wie auch kochendes
Wasser verdampft. Die Kühlflüssigkeit in einem Kühlschrank verdampft allerdings schon bei
4°C, während Wasser erst bei 100°C zu verdampfen beginnt.
Wenn die Kühlflüssigkeit verdampft, verwandelt sie sich in ein Gas. Für diese Umwandlung
braucht sie Energie. Und diese Energie holt sie sich aus ihrer Umgebung: Sie entzieht der Luft
Wärme. Auf diese Weise wird es im Inneren eines Kühlschranks kühl. Die entzogene Wärme
wird über Rohre an der Rückseite des Kühlschranks an die Außenluft abgegeben.
Der Kühlkreislauf
Damit dieser Kühlvorgang immer wieder ablaufen kann, muss die gasförmig gewordene
Kühlflüssigkeit wieder verflüssigt werden. Diese Aufgabe übernimmt in einem Kühlschrank ein
Kompressor: Er verwandelt das Gas unter hohem Druck wieder in Flüssigkeit. Durch eine Düse
wird diese Kühlflüssigkeit wieder in die Rohre im Inneren des Kühlschranks gesprüht. Hier
wird das Kühlmittel wieder gasförmig, entzieht der Luft im Kühlschrank Wärme ... ein geschlossener Kühl-Kreislauf.
Das Regeln der Temperatur
Wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist, zum Beispiel 4°C, gibt ein Temperaturfühler ein
Signal an den Kompressor. Daraufhin schaltet dieser sich ab. Wird es im Inneren des Kühlschranks wieder wärmer, wird er wieder in Gang gesetzt und der Kühlkreislauf beginnt von
neuem.
Wir bauen uns einen Mini-Kühlschrank
Durch Verdunstung Kälte zu erzeugen, funktioniert auch mit ganz einfachen Mitteln.
Du brauchst dazu:
•1 größeren Blumentopf aus (unglasiertem) Ton
•1 kleine Flasche mit einem ungekühlten Getränk (die Flasche sollte unter den umgedrehten
Blumentopf passen)
•1 Schüssel
•1 flachen Stein
•Am besten kann man das Experiment an einem warmen Sommertag durchführen.
Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik:
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Carl von Linde und die Kühltechnik
M3
Versuch: Verdunstungskälte – Seite 2
Und so geht’s:
•Lege den Blumentopf etwa eine Viertelstunde lang ins Wasser, damit sich der Ton richtig
vollsaugen kann.
•Fülle dann die Schüssel etwa zwei bis drei Zentimeter hoch mit Wasser und stelle deine
Getränkeflasche hinein.
•Stülpe nun den nassen Blumentopf darüber und verschließe die Öffnung mit dem Stein.
Beobachtung:
Unter dem Blumentopf entsteht mit der Zeit ein relativ kaltes Klima.
Sogar nach Stunden wird dein Getränk noch kühl sein.
Erklärung:
Durch die Wärme an einem Sommertag verdunstet an der Oberfläche des feuchten Blumentopfes das Wasser. Der Vorgang des Verdunstens verbraucht Wärme: Die Oberfläche des
Blumentopfs kühlt ab, und allmählich wird auch die Luft unter dem Topf kälter. So kühlt die
Verdunstung das Getränk unter dem Topf. Weil der Blumentopf im Wasser steht, saugt er immer neues Wasser nach, so dass der kühlende Verdunstungsvorgang stundenlang anhält (bis
das Wasser verbraucht ist).
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