Schmelzwärme und Schmelzenergie


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Einleitung

In diesem Beitrag werden wir uns mit der Schmelzwärme bzw. Schmelzenergie beschäftigen. Dabei werden wir zunächst darauf eingehen was man unter diesen Begriffen versteht und wie man sie berechnet. Wir geben dir die Formel zur Berechnung der Schmelzwärme an und lösen ein praktisches Beispiel zum besseren Verständins

Doch bevor wir uns dem Thema widmen kann es nützlich sein die folgenden Beiträge zur wiederholen:

Schmelzwärme & Schmelzenergie

Aus dem Alltag kennt es jeder von uns, erhitzt man in einem Wasserkocher oder in einem Topf Wasser, so verdamft es bei \(100°C\). Beim Kühlen wird es hingegen bei einer Temperatur von \(0°C\) zu Eis. Die Temperaturen für die Übergänge zwischen den Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig sind für jeden Stoff unterschiedlich. Man kann diese Temperaturen für einen jeweiligen Stoff aus dem Tafelwerk oder einer entsprechenden Tabelle entnehmen.

Die Wärme, die benötigt wird um einen Stoff zum Schmelzen zu bringen, wird beim Erstarren wieder frei. Daher ist die Schmelzwärme genau so groß wie die Erstarrungswärme. Während des Übergangs zwischen zwei Aggregatzuständen ändert sich die Temperatur nicht. Indem Augenblick wo ein Stoff also von fest zu flüssig wird, ändert sich die Temperatur also nicht. Nach dem der Stoff seinen Aggregatzustand geändert hat kann die ihm zugeführte Wärme wieder zu einer Temperaturerhöhung führen.

Formel der Schmelzwärme

\(Q_{schmelz}=q \cdot m\)

Dabei ist:

  • \(Q_{schmelz}\) die Schmelzwärme in Joule \([J]\)

  • \(q\) die spezifische Schmelzwärme in Joule pro Kilogramm \([\frac{J}{kg}]\)

  • \(m\) die Masse in Kilogramm \([kg]\)



Beispiel:

Ein Eisenstab der Masse \(3kg\) wird gegschmolzen, wie groß ist dabei die Schmelzwärme?

Lösung:

Zur Berechnung der Schmelzwärme nutzen wir die oben angegebene Formel, dabei verwenden wir folgende Werte:

\(q_{schmelz}=268000 \frac{J}{kg}\)

\(m=3kg\)

\(Q_{schmelz}=q\cdot m\)

\(Q_{schmelz}=268000 \frac{J}{kg}\cdot 3kg\)

\(Q_{schmelz}=804000J=804kJ\)