Welche Temperatur hat Wasser mit Eiswürfeln?

Temperatur von Wasser mit Eiswürfeln: Ein thermodynamischer Ausgleich

Wenn Sie Eiswürfel in ein Glas Wasser geben, sinkt die Temperatur des Wassers nicht unter 0 °C. Dieses Phänomen ist auf einen physikalischen Prozess zurückzuführen, der als thermodynamischer Ausgleich bekannt ist.

Wärmeübertragung und thermisches Gleichgewicht

Wenn Eiswürfel in Wasser gegeben werden, übertragen sie Wärmeenergie an das Wasser. Diese Wärmeenergie löst die Eisbindungen auf und lässt das Eis schmelzen. Gleichzeitig nimmt das Wasser die Wärmeenergie auf und seine Temperatur steigt an.

Dieser Wärmeübertragungsprozess setzt sich fort, bis ein thermodynamisches Gleichgewicht erreicht ist. Das thermodynamische Gleichgewicht ist ein Zustand, in dem kein Nettofluss von Wärmeenergie zwischen zwei Systemen stattfindet.

0 °C: Der Siedepunkt von Wasser mit Eiswürfeln

Im thermodynamischen Gleichgewicht mit Eiswürfeln erreicht die Temperatur des Wassers genau 0 °C. Dies ist der Gefrierpunkt von Wasser bei Normaldruck. Unterhalb von 0 °C würde das Wasser gefrieren, und oberhalb von 0 °C würden die Eiswürfel schmelzen.

Bei 0 °C besteht ein empfindliches Gleichgewicht zwischen dem Schmelzen von Eis und dem Gefrieren von Wasser. Flüssiges Wasser und festes Eis können bei dieser Temperatur koexistieren.

Schmelzwärme und Wärmekapazität

Die Schmelzwärme ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um eine Masseneinheit eines Stoffes bei seinem Schmelzpunkt vom festen in den flüssigen Zustand zu überführen. Die Wärmekapazität ist die Wärmemenge, die einem Körper zugeführt werden muss, um seine Temperatur um 1 °C zu erhöhen.

Die Schmelzwärme von Eis ist relativ hoch, was bedeutet, dass viel Wärmeenergie benötigt wird, um es zu schmelzen. Andererseits ist die Wärmekapazität von Wasser relativ hoch, was bedeutet, dass es eine große Menge Wärmeenergie aufnehmen kann, ohne dass sich seine Temperatur stark verändert.

Schlussfolgerung

Die Temperatur von Wasser mit Eiswürfeln beträgt maximal 0 °C. Sobald Eis vorhanden ist, findet ein temperaturausgleichender Prozess statt, bei dem Eis schmilzt und Wärmeenergie auf das Wasser überträgt. Dieser Prozess setzt sich fort, bis ein thermodynamisches Gleichgewicht erreicht ist, bei dem die Temperatur des Wassers 0 °C beträgt.