Was ist eine Zustandsänderung?
Wenn du einen Stoff erhitzt oder abkühlst, ändert sich sein Aggregatzustand. Wenn Eis zu Wasser schmilzt, entsteht kein neuer Stoff: Eis, Wasser und Wasserdampf bestehen alle aus H2O-Molekülen. Es ändern sich der Abstand zwischen den Molekülen und die Art, wie sie sich bewegen. Deshalb ist eine Zustandsänderung ein physikalischer Vorgang.
| Änderung | Zustand | Wärme | Beispiel |
|---|---|---|---|
| Schmelzen | Fest → flüssig | Wird aufgenommen | Eis wird zu Wasser |
| Erstarren | Flüssig → fest | Wird abgegeben | Ein Fluss friert zu |
| Verdunsten, Sieden | Flüssig → gasförmig | Wird aufgenommen | Wasser im Wasserkocher wird zu Wasserdampf |
| Kondensieren | Gasförmig → flüssig | Wird abgegeben | An einem kalten Glas bilden sich Tropfen |
| Sublimieren | Fest → gasförmig | Wird aufgenommen | Gefrorene Wäsche trocknet, ohne aufzutauen |
Wie bewegen sich Teilchen in den drei Aggregatzuständen?
- Fest: Die Teilchen sitzen dicht beieinander in Reihen und schwingen am Platz.
- Flüssig: Die Teilchen bleiben dicht beieinander, wechseln aber die Plätze und bewegen sich aneinander vorbei.
- Gasförmig: Die Teilchen sind weit voneinander entfernt, bewegen sich schnell und füllen das ganze Gefäß.
Wenn du Wärme zuführst, bewegen sich die Teilchen schneller und die Anziehung zwischen ihnen wird schwächer. Wenn du Wärme entziehst, passiert das Gegenteil.
Sieh die Teilchen von Eis, Wasser und Wasserdampf in der App Nalukh chem
Ändere die Temperatur mit einem Schieberegler und vergleiche, wie sich die Teilchen bewegen. Dieser Simulator gehört zum vollen Zugang. Der Download ist kostenlos, und 2 Kapitel und 5 Simulatoren sind ohne Anmeldung freigeschaltet.
Wie benutzt du den Simulator?
- Der Simulator startet bei −20 °C. Im Titel steht Eis (fest), und die Teilchen sitzen in Reihen unten im Gefäß.
- Zieh den Schieberegler unter dem Gefäß langsam von links nach rechts. Links ist eine Schneeflocke, rechts eine Flamme. Die Temperatur steht als Zahl unter dem Titel.
- Bei 0 °C ändert sich der Titel zu Wasser (flüssig). Die Teilchen verlieren ihre Reihen und bewegen sich frei im unteren Teil des Gefäßes.
- Bei 100 °C ändert sich der Titel zu Wasserdampf (gasförmig). Die Teilchen füllen das ganze Gefäß und bewegen sich schnell.
- Zieh den Schieberegler zurück: Wasserdampf wird zu Wasser, Wasser wird zu Eis, und die Teilchen kehren in ihre Reihen zurück.
Aufgaben für den Simulator
- Beweg den Schieberegler über 0 °C hin und her und beobachte, wie die Teilchen angeordnet sind. Antwort: Unter 0 °C sitzen die Teilchen in Reihen und schwingen am Platz. Sobald die Temperatur 0 °C erreicht, lösen sich die Reihen auf.
- Vergleiche, welchen Teil des Gefäßes die Teilchen bei 99 °C und bei 101 °C füllen. Antwort: Bei 99 °C füllen sie den unteren Teil, bei 101 °C das ganze Gefäß.
- Beweg den Schieberegler bis 120 °C und zurück bis −20 °C. Erscheinen oder verschwinden Teilchen? Antwort: Nein. Die Zahl der Teilchen bleibt gleich, und alle kehren an ihre Ausgangsplätze zurück. Das zeigt, dass eine Zustandsänderung umkehrbar ist.
Häufige Fehler
- Der weiße „Dampf“ aus dem Wasserkocher ist kein Gas. Wasserdampf ist unsichtbar. Die weiße Wolke besteht aus Wasser, das in der Luft abgekühlt ist und Tröpfchen gebildet hat.
- Verdunsten und Sieden sind nicht dasselbe. Flüssiges Wasser verdunstet an seiner Oberfläche, auch wenn es kalt ist. Beim Sieden bilden sich Dampfblasen im Inneren der Flüssigkeit.
- Wasser siedet nicht überall bei 100 °C. Diese Zahl gilt für einen Druck von 1 atm. In einer hoch gelegenen Stadt wie Ulaanbaatar ist der Luftdruck niedriger, deshalb siedet Wasser schon, bevor es 100 °C erreicht.
