Schmelzpunkt = Erstarrungspunkt v. Wasser

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In sehr kalter Umgebung (z.B. in einer Kühltruhe), beginnt das Erstarren von Wasser ("Gefrieren") gewöhnlich, wenn es 0°C erreicht hat: Aus Wasser wird Eis. Wärmeenergie wird dabei frei, weil die Wasser-Teilchen einen großen Teil ihrer Bewegungsenergie verlieren. Daher sinkt die Wassertemperatur auch in dieser kalten Umgebung erst nach Abschluss des Erstarrungsvorgangs weiter.
Beim Schmelzen des Eises ("tauen") in warmer Umgebung spielt sich der umgekehrte Vorgang ab.
Aufgabe
Verfolge den Temperaturverlauf von 10 ml Wasser in Abhängigkeit von der Zeit a) in einer Tiefkühltruhe und darauf folgend b) in einem warmen Zimmer.
Material

Experimentiertablett, Plastik-Tropfflasche mit 10 ml Wasser,
Gummistopfen einer hohen 5-mL Ampulle als Halterung für einen Temperaturfühler des digitalen Multimeters, Tiefkühltruhe.
Durchführung
1. Fülle die Tropfflasche mit Wasser, schiebe den Temperaturfühler durch den Gummistopfen.
2. Verschließe die Tropfflasche so mit dem Stopfen, dass sich das Ende des Temperaturfühlers in der Mitte der Ampulle befindet (Photo 1: TF).
3. Notiere die Wasser-Temperatur, starte die Uhr, bringe das Wasser in die Tiefkühltruhe.
4. Verfolge den Temperaturverlauf so lange in Abhängigkeit von der Zeit, bis die Temperatur nicht mehr weiter sinkt.
5. Entnimm die Tropfflasche mit dem eingefrorenen Temperaturfühler (Photo 2).
6. Verfolge
den Temperaturverlauf in einem warmen Raum in Abhängigkeit von der Zeit, und zwar so lange bis die Temperatur nicht mehr weiter steigt.
7. Notiere alle Beobachtungen, besonders den Temperaturverlauf beim Kühlen und beim Erwärmen.
8. Stelle die Ergebnisse (Temperatur über Zeit) graphisch dar.
Beobachtungen
a) In der Tiefkühltruhe sank die Temperatur des Wassers innerhalb von 1 Stunde auf 0°C .
Eine Stunde lang blieb sie bei diesem Wert, um innerhalb der nächsten Stunde auf minus 14°C zu sinken 
b)
Im Zimmer stieg die Temperatur in 5 Minuten auf 0°C. Während des Schmelzens blieb sie so lange bei diesem Wert wie der Fühler von Eis umgeben war (Photo 3, Anzeige: 2°C).
Erst dann stieg sie auf Zimmertemperatur weiter an. 

c) In dem warmen Zimmer sammelte sich Wasser auf der Oberfläche der Tropfflasche.
Erklärung
Wärme ist das, was von einem Körper zu einem anderen fließt.
zu a) In der Tiefkühltruhe floss die Wärme von der Tropflasche mit dem darin befindlichen Wasser zu der Luft in der Tiefkühltruhe. Die Bewegungs-Energie der Wasserteilchen wurde dabei immer geringer.
Die Wassertemperatur sank bis zum Beginn des Erstarrens. Während dieses Vorgangs gab das Wasser Wärme frei. Daher sank seine Temperatur erst nach Abschluss des Erstarrens weiter.
zu b) In warmer Umgebung erfolgte der Wärmefluss von der Luft im Zimmer zu
der Tropflasche mit dem darin befindlichen festen Wasser. Die Bewegungs-Energie der Wasserteilchen nahm dabei zu. Die Temperatur des Eises stieg bis zum Beginn des Schmelzens. Während des Schmelzens (Photo 3) verbrauchte das Wasser Wärme. Daher stieg seine Temperatur erst nach Abschluss dieses Vorgangs weiter.
zu c) Das
beobachtete Wasser an der Oberfläche der mit Eis gefüllten Tropfflasche hat sich durch Kondensation von Wasserdampf aus der Luft gebildet.
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 erste Veröffentlichung: 26.10.2001                         letzte Veränderung: 19.12.2013