hi ,
hat eis immer eine temperatur von null grad celius ?
kann schnee auch plusgrade haben und hängt die temperatur des schnees von der außentemperatur ab ?
vielen dank…michael
hat eis immer eine temperatur von null
grad celius ?
kann schnee auch plusgrade haben und
hängt die temperatur des schnees von der
außentemperatur ab ?
Eis - die feste Form des Wassers - exisitiert auf der linken Seite der Dampfdruckkurve im Phasendiagramm des Wassers.
Ein Phasendiagramm gibt den Zustand einer Substanz in Äbhängigkeit von Temperatur und Druck an!
Bei normalem Luftdruck - also 1013 Milibar - ist Wasser bei 0 Grad fest; erhöhe ich den Druck, so wird das Wasser flüssig. Diesen Effekt erreiche ich auch, wenn ich die Temperatur erhöhe.
Dieses Verhalten ist für Wasser charakteristisch und eigentlich sehr ungewöhnlich(normalerweise geht eine Substanz eher in den festen Zustand über, wenn der Druck erhöht wird).
Das bedeutet weiters:
Erhöhe ich den Druck auf Eis, so wird es flüssig(auch bei Minusgraden); So ist Eis eigentlich nicht rutschig; mit meinem Gewicht drücke ich auf das Eis; dadurch wird die oberste Eisschicht flüssig und ich rutsche aus(auf einem Wasserfilm und nicht auf dem Eis); Beim Schlitschuhlaufen ist es genauso: die schmalen Kufen sorgen dabei nur für einen noch höheren Druck(Gewicht auf kleinerer Fläche); siehe auch Skifahren;
Wenn ich einen Schneeball forme, so wird der Schnee unter dem Druck kurz flüssig; läßt der Druck wieder nach wird der Schnee wieder fest und bleibt in seiner neuen Form; Wenn aber ein sehr niedriger Luftdruck herrscht, so müßte ich diese Differenz durch höhere Druckkraft ausgleichen - was oft nicht geht: das ist dann Pulverschnee, der sich nicht formen läßt;
Zur Anomalie des Wassers: stelle dir Wasser im flüssigen Zustand so vor:
viele Wassermoleküle fliegen durch die thermische Bewegung durcheinander; wegen ihrer Polarität ziehen sie sich gegenseitig an und es gruppieren sich immer 6 bis 14 Moleküle zu einem Cluster. So können Wassermoleküle ziemlich eng beieinander sein - obwohl sie große Bewegungsenergie haben;
wenn die Temperatur gesenkt wird, so sinkt die Bewegungsenergie; die elektrischen Kräfte der Moleküle überwiegen und die Wassermoleküle gruppieren sich in einem „Kristall“, der viel größere Leeräume aufweist als die Cluster im flüssigen Zustand(daher dehnt sich Wasser beim Erkalten aus); so kann man erklären warum Wasser flüssig wird, wenn Druck darauf ausgeübt wird: die Moleküle werden einfach näher zusammengequetscht und bilden so wieder die Cluster - das Wasser wird flüssig.
Ich hoffe die Erklärung war nicht allzu lang…
Eis hat immer eine Temperatur kleiner gleich 0° Celsius. Bei O°C ist der sigenannte Tripelpunkt des Wassers, jener Punkt, an dem Wasser sowohl flüssig, als auch gasförmig, als auch fest vorkommt. Dieser Tripelpunkt ist als Funktion von Temperatur und Druck unveränderlich.
Daher gibt es keinen Schnee mit einer Temperatur > 0°C. Der „feuchte“ Schnee hat O°C, und es sit auch etwas flüssiges Wasser vorhanden.
Gruß
Harald
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
hmm irgendwie weiß ich mit den anderen antworten nicht soviel anzufangen: aber es ist doch wohl so, wenn draußen -10 Grad herrschen, dann hat das Eis auf der Straße auch -10 Grad, oder nicht?
Hallo Leute,
[…Erklärung zum Phasendiagramm …]
Das bedeutet weiters:
Erhöhe ich den Druck auf Eis, so wird es
flüssig(auch bei Minusgraden); So ist Eis
eigentlich nicht rutschig; mit meinem
Gewicht drücke ich auf das Eis; dadurch
wird die oberste Eisschicht flüssig und
ich rutsche aus(auf einem Wasserfilm und
nicht auf dem Eis); Beim
Schlitschuhlaufen ist es genauso: die
schmalen Kufen sorgen dabei nur für einen
noch höheren Druck(Gewicht auf kleinerer
Fläche); siehe auch Skifahren;
Wenn ich einen Schneeball forme, so wird
der Schnee unter dem Druck kurz flüssig;
läßt der Druck wieder nach wird der
Schnee wieder fest und bleibt in seiner
neuen Form; Wenn aber ein sehr niedriger
Luftdruck herrscht, so müßte ich diese
Differenz durch höhere Druckkraft
ausgleichen - was oft nicht geht: das ist
dann Pulverschnee, der sich nicht formen
läßt;
Hier muß ich dir leider widersprechen. (Ich hoffe du entschuldigst meine besserwisserei 
)
In der literatur war man sich zwar lange einig,
dass reibungswärme, aber nicht druckschmelze für einen (evtl.) vorhandenen wasserfilm auf der oberfläche verantwortlich ist.
In den letzten jahren sind jedoch einige arbeiten erschienen, bei denen die existenz eines wasserfilms zumindest teilweise infrage gestellt wird:
z.B.
TI: Pressure melting and ice skating
AU: Colbeck-SC
SO: American-Journal-of-Physics. vol.63, no.10; Oct. 1995; p.888-90.
PY: 1995
LA: English
AB: Pressure melting cannot be responsible for the low friction of ice. The pressure needed to reach the melting temperature is above the
compressive failure stress and, if it did occur, high squeeze losses would result in very thin films. Pure liquid water cannot coexist with ice much
below -20 degrees C at any pressure and friction does not increase suddenly in that range. If frictional heating and pressure melting contribute
equally, the length of the wetted contact could not exceed 15 mu m at a speed of 5 m/s, which seems much too short. If pressure melting is the
dominant process, the water films are less than 0.08 mu m thick because of the high pressures.
und auch
TI: Sliding plastics on ice: fluorescence spectroscopic studies on interfacial water layers in the mu m thickness regime
AU: Strausky-H; Krenn-JR; Leitner-A; Aussenegg-FR
SO: Applied-Physics-B-(Lasers-and-Optics). vol.B66, no.5; May 1998; p.599-602.
PY: 1998
LA: English
AB: At a contact pressure characteristic of skiing conditions, assuming that the whole dissipated frictional energy is used for melting the ice in the
case of hydrophobic plastics sliding on it, a liquid film with a thickness in the mu m range should appear. By means of a fluorescence spectroscopic
method we investigated the thickness of such an interfacial liquid film. However, no liquid film with a thickness >or=50 nm (detection limit of the
setup) could be detected. Obviously heat emerges during the sliding process in an ice layer. However, the quantity of heat produced is only sufficient
to raise the temperature of that ice volume. The measured friction coefficient of 0.03 corresponds to the usual value in the case of hydrophobic
plastics sliding on ice. Evidently no lubricating liquid film of thickness >or=50 nm is necessary for such a small friction coefficient.
(sorry für das unmögliche layout, ich wollte aber den inspec ausdruck nicht von hand eintippen)
Ich habe noch einige andere interessante zitate zu diesem thema gefunden, die sich mit den elektrischen eigenschaften der eisoberfläche befassen. (Die erspare ich euch aber, statt dessen ein kleiner lesenwerter link: http://www.wissenschaft.de/bdw/ticker/tickerdetail.h…)
Als aussenstehender habe ich daher den eindruck, daß wir die reibung auf eis wissenschaftlich noch nicht vollständig erfaßt haben. Die meisten arbeiten zum thema reinungsschmelze und wasserfilm aus den 60ern bis 80ern basieren auf theoretischen annahmen, ein direkter nachweis des wasserfilms ist schwierig (ich will nicht behaupten, dass es nicht gelungen ist, allerdings konnte ich keine entsprechende literaturstelle finden. Das könnte aber auch an mir liegen:wink: ). Die neuen arbeiten deuten an, daß die sache wohl etwas komplizierter ist und wir das thema reibung auf eis neu überdenken müssen.
Ciao Robert
Hallo Harald!
Bei O°C ist der
sigenannte Tripelpunkt des Wassers, jener
Punkt, an dem Wasser sowohl flüssig, als
auch gasförmig, als auch fest vorkommt.
Nach dem Phasengesetz hat man am Tripelpunkt keine Freiheitsgrade, d.h. es muß immer auch ein Druck angegeben werden, da eine alleinige Angabe der Temperatur keinerlei Aussage trifft.
Und ich nehme mal nicht an, daß es sich beim besagten Druck um den Normaldruck handelt, von dem wir ja eigentlich ausgehen.
mfg!
BStefan
Nach dem Phasengesetz hat man am
Tripelpunkt keine Freiheitsgrade, d.h. es
muß immer auch ein Druck angegeben
werden, da eine alleinige Angabe der
Temperatur keinerlei Aussage trifft.
Und ich nehme mal nicht an, daß es sich
beim besagten Druck um den Normaldruck
handelt, von dem wir ja eigentlich
ausgehen.mfg!
BStefan
Stephan,
Es handelt sich nicht um den Normaldruck, sondern um etwa 4,6 Torr (mmHg). Also ist der Dampfdruck des Wassers bei 0°C 4,6 Torr. Wenn Du das Zustandsdiagramm ansiehst, wird Du sehen, daß der Schmelzpunkt des Eises bei steigenden Drücken bis etwa 10 bar nahezu unveränderlich ist. Es gibt also, auf dem Pahsendiagramm vom Tripelpunkt bis etwa 10 bar und mehr ausgehend, keine stabile Möglichkeit, daß gefrorenes Wasser über O°C existiert.
Und das ist die Antwort auf die ursprünglich gestellte Frage
Gruß
Harald
hmm irgendwie weiß ich mit den anderen
antworten nicht soviel anzufangen: aber
es ist doch wohl so, wenn draußen -10
Grad herrschen, dann hat das Eis auf der
Straße auch -10 Grad, oder nicht?
Ja. Es kann natürlich unter 0°C haben.
Aber nicht über 0°C.
Gruß
Harald