Vgl. deine eigenen Grafiken.

• Es geht um die waagrechten oder fast waagrechten Abschnitte im Graphen.
• Bei welcher Temperatur befinden sich diese?
• Und wie sind diese Abschnitte, bei welchen die Temperatur nicht zunimmt, zu erklären?
• Eine gute Anlaufstelle für Siede- und Schmelzpunkte von Stoffen ist Wikipedia.

Schmelztemperatur von Stearinsäure (Wikipedia); Siedetemperatur von Ethanol (Wikipedia).

Bei diesen Temperaturen sollten deine Graphen jeweils eine "kleine Delle" aufweisen beziehungsweise "abflachen". Das bedeutet, dass z. B. während des Schmelzprozesses die Temperatur nicht weiter ansteigt. Die zugeführte Energie wird für den Phasenübergang von (s) → (l) benötigt. Analoge Aussage gilt für den Übergang (l) → (g).

Die Graphen sollten qualitativ (also den grundsätzlichen Verlauf betreffend) gleich aussehen. Die konkreten gemessenen Temperaturen können jedoch – durch die beschränkte Genauigkeit der Thermometer und durch Ablesefehler – leicht unterschiedlich sein.

Rufe dir Folgendes in Erinnerung:

• Was passiert mit den Teilchen bei Erhöhung der Temperatur?
• Wann bzw. wo müssen Anziehungskräfte zwischen den Teilchen überwunden werden?

Beim Wechsel des Aggregatzustands von flüssig zu gasförmig werden die einzelnen Teilchen weiter voneinander entfernt. Dazu müssen die Anziehungskräfte zwischen den Teilchen überwunden werden. Dies benötigt Energie, welche während des Aggregatzustandswechsels nicht zur Erwärmung des Stoffes (Beschleunigen der Teilchen) führt. Die Temperatur des Stoffs bleibt also so lange konstant, bis der Wechsel des Aggregatzustands vollzogen ist. Analog gilt dies auch für den Übergang von fest nach flüssig. In der Regel braucht es hier aber weniger Energie, weil die Teilchen nicht so weit voneinander entfernt werden.

• Hier gilt es die Erkenntnisse der zwei Versuche zu kombinieren, wobei Wasser einen Schmelzpunkt von 0 °C und einen Siedepunkt von 100 °C aufweist.
• Überlege dir, welche Abschnitte waagrecht verlaufen müssen, da alle zugeführte Wärme für die Überwindung der Anziehungskräfte zwischen den Teilchen benötigt wird (aus Versuch 1 und 2 bekannt).
• Welche Abschnitte müssen linear ansteigend verlaufen, da alle zugeführte Wärme zu schnellerer Teilchenbewegung führt?

Siede-/Schmelzkurve für das Erhitzen von Wasser für den Übergang von Eis (–100 °C) zu Wasserdampf (rund 200 °C)

Weniger Luftteilchen pro Volumeneinheit bedeutet auch weniger Luftteilchen pro Flächeneinheit. Damit prallen auch weniger Luftteilchen auf eine Flüssigkeitsoberfläche.

Das Wasser siedet auf dem Matterhorn schneller (bzw. schon bei 85 °C), da in grösserer Höhe aufgrund der dünneren Luft weniger Luftteilchen pro Zeiteinheit auf die Wasseroberfläche prallen und dort die Wasserteilchen beim Loslösen von der Oberfläche hindern.

(In der Praxis ist jedoch dieses schnellere Sieden für Alpinisten ein Nachteil, da z. B. Teigwaren aufgrund der geringeren Temperatur des Kochwassers weniger schnell al dente werden.)

Die Antwort lässt sich aus diesem Diagramm herauslesen.

Ein Skalenstrich auf der x-Achse entspricht 600 Höhenmetern, was direkt der Höhe des Schlossberghügels von Willisau entspricht. Damit ergibt sich der Schnittpunkt mit dem abgebildeten Temperatur-Höhe-Graphen (Geraden) bei einer Temperatur von 98 °C.

In folgendem Video siehst du das Prinzip, wie ein Gas verflüssigt werden kann.

Quelle: YouTube (Video, 1:43 min).

Das Butangas wurde beim Abfüllen durch Druck verflüssigt. Durch den aufgebauten Druck kommt es zur Reduktion des Gasvolumens (Video, 10 sec, ohne Ton), wodurch sich die Gasteilchen bei genügend Druck so nahe kommen, dass Anziehungskräfte zwischen den Teilchen wirksam werden, wodurch Butan flüssig wird.

Beim Öffnen des Gashahns kommt es schlagartig zur Druckabnahme, wodurch die Teilchen wieder grössere Abstände einnehmen und Butan gasförmig wird.

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