Die Regel, daß ein Körper wärmer wird, wenn man ihm Wärme zuführt, gilt
nicht, wenn er seinen Aggregatszustand verändert, wenn er also aus dem
festen Zustand in den flüssigen übergeht, schmilzt, oder wenn er aus dem
flüssigen Zustand in den luftförmigen übergeht, verdampft. Wenn man
eine Schüssel voll Schnee oder Eis ins warme Zimmer bringt oder sogar
auf das Feuer stellt, so schmilzt es wohl, aber ein hineingestecktes
Thermometer zeigt beständig 0°, bis alles Eis geschmolzen ist. Alle
Wärme, die während des Schmelzens dem Schnee zugeführt wurde, hat nicht
dazu gedient, um den Schnee zu erwärmen, sondern nur, um ihn zu
schmelzen. #Die zum Schmelzen verwendete Wärmemenge nennt man die
Schmelzwärme des Wassers#, das ist die beim Schmelzen aufgenommene
Wärme, oder auch #latente oder gebundene Wärme# des Wassers, sofern sie
beim Schmelzen verschwunden ist, sich verborgen hat (latent), gebunden
oder verbraucht worden ist, eben um das Eis zu schmelzen. Die
Schwelzwärme beträgt bei Wasser 80 Kal. (genauer 79,25), bei Phosphor 5
Kal., Schwefel 9,4, Zinn 14,3, Blei 5,4, Zink 28,1, Silber 21,1,
Quecksilber 2,8 Kal.
Mischt man 1 _kg_ Wasser von 80° und 1 _kg_ Eis von 0°, so schmilzt das
Eis und man erhält 2 _kg_ Wasser von 0°; die ganze Wärme des Wassers von
80°, 80 Kal. sind verbraucht worden, um 1 _kg_ Eis zu schmelzen. Die
Schmelzwärme des Wassers spielt in der Natur eine große Rolle: sie
verzögert zu Ende des Winters die Erwärmung; denn es bedarf
beträchtlicher Mengen Sonnenwärme, um die großen Massen Schnee und Eis
abzuschmelzen. Ist ein Teich zugefroren und es tritt im Frühjahr Wärme
ein, so erwärmt sich die umliegende Erde ziemlich rasch, während die
Eisdecke des Teiches noch nicht geschmolzen ist. Eisberge schwimmen weit
in die gemäßigte Zone, Gletscher reichen tief ins Tal herab; die
Eiskeller erhalten sich im Sommer kühl, dem Kranken wird durch Eisbeutel
Kühlung verschafft.
#Wenn ein flüssiger Körper wieder fest wird, so gibt er seine latente
Wärme wieder her.# Wirft man ein Stück Blei, das viele Grade unter 0°
erkaltet ist, in Wasser von 0°, so überzieht es sich mit einer
Eiskruste, während seine Temperatur auf 0° steigt; das hiebei
gefrierende Wasser gibt seine latente Wärme her und erwärmt dadurch das
Blei. Wenn man in einem Zimmer, das mehrere Grade unter 0 kalt ist,
nasse Wäsche von 0° aufhängt, so gefriert die Wäsche und die Temperatur
der Zimmerluft steigt. Wasserreichtum eines Landes mildert demnach die
Strenge des Winters, denn für jedes _kg_ Wasser, das gefriert, werden 80
Kalorien frei, die der Luftwärme zu gute kommen.
#Wenn ein fester Körper sich im Wasser auflöst, so wird dadurch das
Wasser kälter#; denn der feste Körper, wie Salz, Zucker geht aus dem
festen in den flüssigen Aggregatszustand über und verbraucht dabei
Wärme. Umgekehrt muß man gerade aus diesem Wärmeverbrauch schließen, daß
sich das Salz hiebei wirklich in einen flüssigen Körper verwandelt, also
schmilzt. Manche Salze lösen sich in sehr großer Menge in Wasser auf; z.
B. 1 _kg_ salpetersaures ^Ammoniak^ in 1 _l_ Wasser; dabei sinkt die
Temperatur von +10° auf -15,5° ~C~.
#Kältemischung:# Wenn man Schnee oder feingestoßenes Eis mit Salz
vermischt, so geschieht folgendes: das Salz hat eine so große Begierde
sich in Wasser aufzulösen, daß es das Eis flüssig macht, um sich in ihm
aufzulösen; es bildet sich in dem Gemische viel Salzwasser. #Weil sowohl
Eis als Salz sich in flüssige Körper verwandeln, so verbrauchen sie
Wärme, weshalb das Gemisch kalt wird#; ^seine Temperatur sinkt bis^ -21°
(Robert Boyle). Wenn man in das Gemisch ein Gefäß mit Wasser stellt, so
gefriert das Wasser. Mittels solcher ^Kältemischung^ macht man
Gefrornes. Ebenso erhält man Kältemischungen, wenn man Schnee oder Eis
mit konzentrierter Schwefelsäure oder Salzsäure mischt. 1,3 _kg_
kristallisiertes Chlorcalcium mit 1 _kg_ Schnee gemischt, gibt sogar
-49°.
Ähnliche Kältemischungen sind: 1 _kg_ Schnee, 4 _kg_ Vitriolöl, 1 _l_
Wasser (-32,5°); 1 _kg_ Schnee, 0,625 _kg_ Salzsäure (-33°); 1 _kg_
Schnee, 0,4 _kg_ Kochsalz, 0,2 _kg_ Salmiak (-24°).
Aufgaben:
#80.# Wie viel Eis schmilzt, wenn man einen Eisenblock von 5 _kg_
Gewicht und 560° Temperatur in Eis packt?
#81.# Welche Wärmemenge ist erforderlich, um 12 _kg_ Eis von -10° zu
schmelzen und auch noch auf 15° ~C~ zu erwärmen?
#82.# 140 _g_ Holz wurden so verbrannt, daß die gesamte
Verbrennungswärme zum Schmelzen von Eis verwandt wurde. Wenn nun dadurch
6,3 _kg_ Eis geschmolzen wurden, wie groß ist die Verbrennungswärme von
1 _kg_ Holz?
#83.# 270 _g_ Blei von 85° haben 9 _g_ Eis von 0° zum Schmelzen
gebracht. Wie groß ist die sp. Wärme des Bleies?