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Klimawandel im Unterricht 1
Klimawandel im Unterricht 2
UQ 3 Mai 07 Autos und Ozon
UQ 2 Mrz 07 Woher kommt Stadtluft?
Klimawandel 2007 IPCC spezial
UQ 1 Nov Dez 06 Partikel in der Luft
Vorwort
Einleitung
G: Luft wahrnehmen
G: Phasen-Übergänge
G: Polarität und Ionen
F: Partikel-Messung
F: Bildung S-Aerosol
A: Verbrennen von Pflanzen
C: Informationen für Lehrer
Spezial: Okt. 2006 Kommunikation
Nr 10 Sept. 2006 Afrikas Emissionen
Nr 9 Juli 06 Luftverkehr
Spezial: Juni 06 Klimagipfel
Nr 8 April 2006 Ozon & N2 Kreislauf
Nr 7 März 2006 Klimamodellierung
Nr 6 Feb. 2006 Saurer Regen
Nr 5 Jan. 2006 Ozeanischer Schwefel
Spezial: Nov 05 Ozzy Ozon
Nr. 4 Okt. 2005 Licht/Satelliten
Spezial: Sept 05 Wirbelstürme
Nr. 3 Sept. 2005 Methan/Energie
Spezial: Juli 05 Treibhaus Erde
Nr. 2 Juni 2005 Wald/Aerosole
Nr. 1 Mai 2005 Vegetation/ CO2
Impressum
     
Grundlagen

Grundlagen B1: Phasenübergänge

 Wie funktioniert ein Gas?

Der gasförmige Zustand erscheint uns wenig „greifbar“. Doch sind auch Gase nur deshalb Gase und nicht Flüssigkeiten oder Feststoffe, weil in ihrer Umgebung soviel Energie (Wärme) vorhanden ist, dass sich die einzelnen Gasteilchen nicht zusammenfügen können.
 

Stelle dir einen Raum vor mit einem vibrierenden Boden, in dem viele Bälle liegen, die durch die Vibration des Bodens ständig hochgeschleudert werden. Der ganze Raum ist mit fliegenden Bällen gefüllt. So in etwa funktioniert es auch mit einem Gas. Den Zustand ständiger Mobilität, den wir bei Teilchen aufgrund der vorhandenen Wärme finden, bezeichnen wir als Brown`sche Molekularbewegung.
 

Brownsche Molekularbewegung

1. Bildschirmkopie - Illustration der brownschen Molekularbewegung
Bitte anklicken!

Eine Illustration der Brown`schen Molekularbewegung zeigt die folgende Internetseite:
http://www.physics.uq.edu.au/people/mcintyre/applets/brownian/brownian.html
( erfordert Java )
 
Dies bedeutet aber auch, dass bei sehr niedriger Umgebungsenergie Gase flüssig und fest werden können. Kohlendioxid kann man als Trockeneis in Blöcken kaufen. Es wird bei etwa –78°C fest. Selbst der Stickstoff, eines der leichtesten Gase in der Luft, kann bei sehr niedrigen Temperaturen als Flüssigkeit gehalten werden. Stickstoff wird bei –196°C flüssig.
 
Trockeneis

2. Trockeneis ist erstarrtes Kohlendioxid. Es geht in der Regel direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über (Sublimation). Photo: Mark Sommerfeld (Wikipedia GNU licence)

flüssiger Stickstoff

3. Stickstoff wird bei extrem niedrigen Temperaturen flüssig.

Phasenübergänge

4. Phasenübergänge zwischen den drei Aggregatzuständen; Abbildung: Elmar Uherek

Wir sehen: Bestandteile der Luft, die bei den auf der Erde auftretenden Temperaturen von –60°C bis +50°C gasförmig sind, können bei sehr niedrigen Temperaturen flüssig oder fest werden.
Wird ein Gas flüssig, so spricht man von Kondensation, wird es fest, so spricht man von Resublimation.
 

 Phasenübergänge bei Wasser

Es fällt nicht schwer uns vorzustellen, dass es Substanzen gibt, denen es in der Luft leichter fällt, fest oder flüssig vorzuliegen, als Stickstoff oder Kohlendioxid. Das am besten bekannte Beispiel ist Wasser.
 

Wasser verdunstet und geht als Wasserdampf in die Luft über. Sehr anschaulich wird dies, wenn nach einem Regenguss im Hochsommer die noch warmen Straßen förmlich dampfen. Der Wasserdampf kondensiert in der Luft und es entstehen Wolkentropfen. Werden sie zu groß, so fallen sie als Regen zu Boden. Hohe Wolken in sehr kalten Luftschichten können aber auch aus Eiskristallen bestehen. Wenn es hagelt oder schneit, erreicht festes Wasser sogar den Erdboden, bevor es geschmolzen ist.
 

Phasenübergänge Wasser

5. Phasenübergänge beim Wasser: Eis, flüssiges Wasser, Wasserdampf
Abbildung: Elmar Uherek

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last updated 10.02.2008 | © ACCENT - Atmospheric Composition Change 2013