Unterkühlt
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s. Schmelzen, ^[= das Übergehen eines Körpers aus dem festen in den flüssigen Zustand durch die Wirkung der ...] S. 552.
Unterkühlt
5 Wörter, 35 Zeichen
Unterkühlt,
s. Schmelzen, ^[= das Übergehen eines Körpers aus dem festen in den flüssigen Zustand durch die Wirkung der ...] S. 552.
das Übergehen eines Körpers aus dem festen in den flüssigen Zustand durch die Wirkung der Wärme. [* 4] Bei vielen Körpern erfolgt die Schmelzung bei einer für jeden Stoff ganz bestimmten Temperatur, welche man den Schmelzpunkt nennt. Die Schmelzpunkte einiger Körper sind:
Quecksilber | -39° C. |
Eis | 0° C. |
Talg | 40° C. |
Wachs | 68° C. |
Schwefel | 111° C. |
Zinn | 230° C. |
Wismut | 260° C. |
Blei | 330° C. |
Zink | 360° C. |
Antimon | 430° C. |
Silber | 1000° C. |
Kupfer | 1100° C. |
Gold | 1200° C. |
Gußeisen | 1200° C. |
Schmiedeeisen | 1600° C. |
Platin | über 1600° C. |
Merkwürdig ist, daß der Schmelzpunkt mancher Metallgemische (Legierungen) niedriger ist als derjenige eines jeden ihrer Bestandteile (Schnelllot, Rosesches Metall, Woods Metall). Alle Körper sind bei genügend hoher Erhitzung schmelzbar, falls sie nicht, wie z. B. das Holz, [* 5] schon vorher durch die Hitze chemisch zersetzt werden. Nur Kohle hat bisher nicht geschmolzen werden können. Solange das S. dauert, behält der schmelzende Körper die Temperatur seines Schmelzpunktes unverändert bei.
Stellt man an einem kalten Wintertag ein Gefäß [* 6] voll Schnee, [* 7] welcher unter den Gefrierpunkt, z. B. auf -6°, erkaltet ist, mit einem Thermometer [* 8] darin auf den warmen Ofen, so steigt das Thermometer nach und nach auf 0°, bleibt dann aber unverändert stehen, bis der Schnee völlig zerschmolzen ist und sich in Wasser von 0° verwandelt hat. Alsdann steigt das Thermometer wieder, indem sich das entstandene Wasser erwärmt. Obgleich von dem Ofen unausgesetzt Wärme in das Gefäß übergeht, so findet doch, während der Schnee schmilzt, keine Erwärmung statt, sondern alle während des Schmelzvorganges zugeführte Wärme wird dazu verbraucht, den Schnee von 0° in Wasser von 0° zu verwandeln, und sie verschwindet daher sowohl für unser Gefühl als für das Thermometer.
Diese Wärmemenge, welche, indem sie Fesseln des Zusammenhanges zwischen den Teilchen des festen Körpers brach, eine Arbeit leistete und in dieser Arbeit aufging, nennt man die Schmelzwärme des Körpers oder auch, weil sie sich gleichsam mit dem Körper verbunden oder in der entstandenen Flüssigkeit versteckt zu haben scheint, die gebundene oder latente Wärme. Um die Schmelzwärme des Eises zu bestimmen, vermischen wir rasch 1 kg trocknen Schnee von 0° mit 1 kg Wasser von 80° C.; wir erhalten, nachdem der Schnee völlig geschmolzen ist, 2 kg Wasser von 0°. Demnach wird alle Wärme, welche 1 kg Wasser abgibt, indem es von 80° C. auf 0° erkaltet, dazu verwendet, 1 kg Schnee von 0° in 1 kg Wasser von ebenfalls 0° zu verwandeln, oder, mit andern Worten, zur bloßen Schmelzung von 1 kg Eis [* 9] wird ebensoviel Wärme verbraucht, als nötig ist, um 1 kg Wasser von 0° auf 80° zu erwärmen.
Die Wärmemenge, welche erfordert wird, um 1 kg Wasser um 1° C. zu erwärmen, nennt man eine Wärmeeinheit. Die Schmelzwärme des Eises beträgt demnach 80 Wärmeeinheiten. Man kann hieraus ermessen, welch ungeheure Wärmemengen im Frühjahr zur Schmelzung der im Winter aufgehäuften Eis- und Schneemassen in Anspruch genommen werden und daher für die Entwickelung des Pflanzenlebens verloren gehen. Stellt man ein Glas [* 10] Wasser, in welches ein Thermometer eingesenkt ist, in einer sehr kalten Winternacht ins Freie, so sieht man das Thermometer sinken, bis es 0° erreicht hat; nun beginnt die Eisbildung, und das Thermometer bleibt nun längere Zeit unverändert auf 0° stehen, bis seine Kugel ganz von Eis umhüllt ist.
Obgleich also dem Gefäß fortwährend Wärme entzogen wird, sinkt doch während der Dauer des Erstarrens die Temperatur nicht, was nur dadurch möglich ist, daß beim Festwerden des Wassers sich Wärme entwickelt, welche, indem sie in jedem Augenblick die nach außen abgegebene Wärmemenge ersetzt die Temperatur 0° aufrecht erhält; indem nämlich die zwischen den Wasserteilchen thätigen Anziehungskräfte dieselben wieder in ihre festen Gleichgewichtslagen zurückführen, leisten sie eine Arbeit, welche derjenigen, die beim S. zur Überwindung dieser Kräfte angewendet werden mußte, genau gleich ist und nun als Wärme, d. h. als lebhaftere Schwingungsbewegung der kleinsten Teilchen, sich offenbart. Beim Erstarren wird also die beim S. gebundene Wärmemenge wieder frei. Wasser von 0° gefriert, wenn man ihm Wärme entzieht, Eis von 0° schmilzt, wenn man ihm Wärme zuführt; die Erstarrungstemperatur (der Gefrierpunkt) fällt also mit dem Schmelzpunkt zusammen. Unter besondern ¶
Umständen aber, nämlich bei Vermeidung von Erschütterungen und bei Abschluß der Luft, können Flüssigkeiten bis weit unter
den Schmelzpunkt abgekühlt werden, ohne zu erstarren; man sagt alsdann, die Flüssigkeit sei unterkühlt
oder überschmolzen.
Stellt man ein Glas Wasser, mit einer Ölschicht bedeckt und einem Thermometer darin, bei starkem Frost ins Freie,
so kann man das Thermometer auf -8° bis -10° sinken sehen, ohne daß das Wasser gefriert;
bei einer Erschütterung aber erstarrt die ganze Masse plötzlich, und das Thermometer steigt infolge der frei gewordenen Wärme auf 0°. Die meisten Körper dehnen sich beim S. aus und zwar manche ganz plötzlich;
der Phosphor z. B. vergrößert beim S. seinen Rauminhalt plötzlich um 3,4 Proz. Einige Körper aber, wie Eis und Wismut, nehmen im geschmolzenen Zustand einen geringern Raum ein als im starren;
aus 1000 ccm Eis von 0° erhält man durch Schmelzung nur 910 ccm Wasser von 0°. Bei diesen letztern wird der Schmelzpunkt durch äußern Druck erniedrigt, bei jenen erhöht.
Durch einen Druck von 17 Atmosphären wird z. B. der Schmelzpunkt des Eises um 0,129° erniedrigt. - Über die technische Operation des Schmelzens s. Gießerei. [* 12]