Spezifische Schmelzwärme berechnen
Um einen Gegenstand zu schmelzen, benötigt es nicht nur die Energie, um ihn zu erwärmen, sondern auch Energie zum schmelzen selber, da dieser Vorgang ebenfalls Energie verbraucht. Erstarrt ein Körper wieder (wird wieder Fest), wird diese Energie wieder frei.
Schmilzt also ein Körper, bleibt die Temperatur dabei erst mal gleich, trotzdem steigt die Energie, das liegt daran, dass der Schmelzvorgang selber Energie benötigt.
Formel zur spezifischen Schmelzwärme
Die Energie, welche beim Schmelzen nötig ist, bzw. welche der Körper dann an innerer Energie mehr hat, lässt sich folgendermaßen berechnen (übrigens: Erstarrt der Körper wieder, dann wird diese Energie auch wieder frei):
- ΔEi = Zunahme an innerer Energie beim Schmelzen / Energie, die für den Schmelzvorgang nötig ist / Energie, die beim Erstarren wieder frei wird
- m = Masse des Körpers (der Flüssigkeit)
- s = spezifische Schmelzwärme (je nach Material unterschiedlich)
Beispielaufgabe zur Berechnung der spezifischen Schmelzwärme
5,0kg Eis (s=334 kJ/kg) soll geschmolzen werden, es wurde bereits auf die Schmelztemperatur gebracht. Wie viel Energie ist nötig, das Eis nun zu schmelzen?
Geg.: m=5,0 kg; s=334 kJ/kg
Ges.: ΔEi
Lsg.: Setzt alles in die Formel ein:
ΔEi = m·s = 5,0kg · 334kJ/kg
= 1670 kJ ≈ 1,7 MJ
A: Es sind 1,7 MJ notwendig, um 5kg Eis zu schmelzen.
Spezifische Schmelzwärme und Schmelzpunkte
| Stoff | r in kJ/kg | °C |
| Helium | 5 | -272,2 |
| Wasserstoff | 60 | -259,14 |
| Sauerstoff | 13,9 | -248,82 |
| Stickstoff | 25,7 | -210,01 |
| Argon | 29,3 | -189,2 |
| Ethanol | 105 | -114 |
| Quecksilber | 11,8 | -38,87 |
| Wasser/Eis | 334 | 0 |
| Benzol | 126 | 5,53 |
| Glyzerin | 176 | 18 |
| Zinn | 59,6 | 231,93 |
| Blei | 23 | 327,3 |
| Zink | 102 | 419,53 |
| Aluminium | 397 | 660,31 |
| Silber | 104 | 961,93 |
| Gold | 65 | 1064,43 |
| Kupfer | 205 | 1083 |
| Nickel | 304 | 1453 |
| Eisen | 277 | 1536 |
| Platin | 111 | 1769 |