Kältemischung - 2.Hauptsatz

JohnLemon · Anmeldungsdatum: 02.03.2014 Beiträge: 31

Hi!

Ich habe gerade einen Knopf im Kopf - bei einem eigentlich recht einfachen Versuch: Der Kältemischung.

Man nimmt ein Eis-Wasser Gemisch (0°C) und schüttet Salz hinein. Nun kühlt sich das Gemisch stark ab (sagen wir auf -20°C).

Erklärung (laut einem Buch): Durch das Mischen mit Eis addiert sich zum endothermen Lösen des Salzes im Schmelzwasser die Abkühlung durch das Schmelzen des Eises. Die dafür benötigte Energie wird der Umgebung in Form von Wärme entzogen.

Hier will ich nun einhaken.

1) Lösen von Salz:
Ich sehe nicht wie das hier mit der Definition der Wärme zusammenpasst: Wärme ist die Energie, die zwischen zwei thermodynamischen Systemen lediglich aufgrund eines Temperaturunterschieds übertragen wird. Aber auch wenn Salz und Wasser dieselbe Temperatur haben, löst sich doch das Wasser und dem Wasser wird Energie entzogen.
---- Wie passt das zusammen? ----

Mir ist klar, dass man hier normalerweise mit der Enthalpie H rechnet - Das Lösen von Salz in Wasser ist ja (näherungsweise) ein isobarer Prozess, weshalb sich die Betrachtung der Enthalpie eignet. Allerdings bedeutet das ja auch nur, dass die übertragene Wärme sowohl in die Änderung der inneren Energie, als auch in Arbeit umgesetzt wird
(denn

).
---- Wärme muss also dennoch übertragen werden - aber wieso, wo ist denn hier der Temperaturunterschied?! ----

2) Zum Schmelzen des Eises:
Das Eis hat 0°C, das Wasser ist nun kälter als 0°C (da sich das Salz darin löst). Zudem kommt es an der Oberfläche der Eiswürfeln zur Bildung von Hydrathüllen, die das Eis schmelzen. Lange Rede, kurzer Sinn, das Schmelzen von Eis benötigt ebenfalls Energie und die wird der Umgebung in Form von Wärme entzogen. Jetzt ist das Wasser aber kälter als die Eiswürfel.
---- "Fließt" nun nicht die Wärme vom Ort niedrigerer Temperatur zum Ort höherer Temperatur? ----

Danke für eure Hilfe!

Frankx · Anmeldungsdatum: 04.03.2015 Beiträge: 982

Der 2.HS gilt imho nicht uneingeschränkt bei Vorgängen, in denen Bindungsenergien eine Rolle spielen, also weder bei Lösungsvorgängen, noch bei Schmelzvorgängen.

JohnLemon · Anmeldungsdatum: 02.03.2014 Beiträge: 31

ja, ich habe bemerkt, dass es hier viel sinnvoller und einsichtiger ist, den 2. Hauptsatz in der Formulierung mit Entropie zu verwenden.

Ich dachte immer, dass es näherungsweise isobare Prozesse sind, da der Umgebungsdruck und auch jener der Stoffe annähernd konstant ist, und deshalb statt der Zustandsgröße "innere Energie" gerade die Enthalpie eine so "schöne" Form annimmt, da das zweite Differential V dp wegfällt. Aber sicher bin ich mir da auch nicht.