27 Versuch: Bring in einem Becherglas Paraffin (Kerzenwachs) zum Schmelzen und lasse es dann erstarren (Abb. 14.3). Wie verändert sich das Volumen. Die Oberfläche des erstarrten Paraffins ist in der Mitte stark eingesunken. Beim Erstarren hat sich das Volumen des Paraffins verkleinert, beim Schmelzen wird es wieder größer. Wie Paraffin verhalten sich fast alle Stoffe, insbesondere auch die Metalle. Daher haben diese Stoffe im festen Zustand eine größere Dichte als im flüssigen. Ein festes Stück Paraffin oder Metall geht in seiner Schmelze unter. Eine Ausnahme macht nur Wassereis. Es schwimmt im Wasser. Versuch: Mische drei Teile Eis und einen Teil Kochsalz und miss die Temperatur des Gemisches. Du hast eine sogenannte Kältemischung hergestellt. Fülle eine Proberöhre 10 cm hoch mit Wasser und tauche sie sehr langsam in diese Kältemischung. Es entsteht ein etwa 11 cm langer Eiszylinder (Abb. 14.4). Was geschieht, wenn wir die ganze Proberöhre rasch in die Kältemischung stecken? Wasser dehnt sich beim Gefrieren um etwa 1/10 seines Volumens aus. Es hat daher als Eis eine kleinere Dichte als im flüssigen Zustand. Eis schwimmt auf dem Wasser (Eisberge). Die Ausdehnung des Wassers beim Gefrieren führt in der kalten Jahreszeit auf Straßen zu Frostaufbrüchen und damit oft zu großen Fahrbahnschäden. Auch die Erosion im Gebirge kann auf ähnliche Weise erklärt werden. Durch die Volumsvergrößerung des Wassers beim Gefrieren können große Kräfte auftreten (Abb. 14.5). Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 14.1 Erkläre, warum Eisumschläge zweckmäßiger sind als Umschläge mit eiskaltem Wasser. 14.2 Was bewirkt die hohe Schmelzwärme des Eises bei der Schneeschmelze? 14.3 Welche Gefahr besteht für Wasserleitungsrohre oder Kühler von Autos im Winter? 14.4 Wie kommt es zu Frostaufbrüchen auf Straßen? 14.5 Beschreibe die Wirkung gefrierenden Wassers in Spalten und Ritzen von Felsen? Diskutiert in der Klasse mögliche Folgen und Schutzmaßnahmen. 14.3 Wird flüssiges Paraffin fest, verringert sich sein Volumen. 14.4 Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus. Die Proberöhre ist 10 cm hoch mit Wasser gefüllt. Kältemischung Der Eiszylinder wird 11 cm lang. Eintauchen in eine Kältemischung. 14.5 Die Eissäule hat den Handlauf aus der Verankerung des hohlen Stehers des Stahlgeländers gedrückt. Die Schmelzwärme eines Stoffes ist die Wärmeenergie, die nötig ist, um 1 kg des Stoffes aus dem festen in den flüssigen Zustand überzuführen, wenn er schon auf die Schmelztemperatur erwärmt ist. Sie wird beim Erstarren als Erstarrungswärme wieder frei. Die meisten Stoffe dehnen sich beim Schmelzen aus und ziehen sich beim Erstarren zusammen. Wasser hingegen dehnt sich beim Gefrieren aus. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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