Grundlagen der Thermodynamik in der Kälte- und Klimatechnik
Antwort 1: Dampfdruck ist der Druck der über der Flüssigkeitsoberfläche ruhenden Dampfschicht.
Antwort 2: Verdunsten ist der langsame Übergang einer Flüssigkeit in den dampfförmigen Zustand, geht von der Flüssigkeitsoberfläche aus und findet unterhalb des Verdampfungsdrucks statt. Verdampfen findet bei Umgebungs(=Verdampfungs)druck statt und Dampfblasen bilden sich auch unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche. Sowohl beim Verdunsten als auch beim Verdampfen wird Wärme aufgenommen.
Antwort 3: Schmelzen nennt man den Übergang eines Stoffes vom festen in den flüssigen Zustand. Bei konstanter Temperatur wird dabei Wärme zugeführt (Schmelzwärme). Erstarren nennt man den Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den festen Zustand. Bei konstanter Temperatur wird dabei Wärme abgeführt (Erstarrungswärme). Verdampfen nennt man den Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand. Bei konstanter Temperatur wird dabei Wärme zugeführt (Verdampfungswärme).
Antwort 4: Die spezifische Schmelzwärme (q in kJ/kg) ist die Wärmemenge, die zugeführt werden muss, um 1 kg eines Stoffs bei konstanter Temperatur zu schmelzen. Die spezifische Verdampfungswärme (r in kJ/kg) ist die Wärmemenge, die zugeführt werden muss, um 1 kg eines Stoffs bei konstanter Temperatur zu verdampfen.
Antwort 5: Spezifische Schmelzwärme q = 335 kJ/kg, spezifische Verdampfungswärme r = 2258 kJ/kg bei p = 1013 hPa.
Antwort 6: Die Schmelzwärme muss zugeführt werden, um die Bindungskräfte der Elementarteilchen des festen Stoffes zu überwinden (Abtrennarbeit). Die Moleküle der Flüssigkeit haben trotz gleicher Temperatur eine höhere kinetische Energie als die des festen Stoffs.
Antwort 7: Der Schmelzpunkt ist bei den meisten Stoffen weitgehend unabhängig vom Umgebungsdruck, bei einigen findet bei steigendem Druck eine Schmelzpunkterhöhung statt.
Antwort 8: Bei Eis bewirkt eine Druckerhöhung eine Schmelzpunkterniedrigung, sodass das z. B. auf –5 °C unterkühlte Eis unter dem Druck des Drahts schmilzt und oberhalb aufgrund seiner niedrigen Temperatur wieder zusammenfriert.
