Latente Wärme berechnen
Dieser Rechner gibt die latente Wärme eines Phasenübergangs an: Q = m·Lf beim Schmelzen oder Erstarren und Q = m·Lv beim Verdampfen oder Kondensieren. 1 kg Eis bei 0 °C zu schmelzen braucht 334 kJ, 1 kg Wasser bei 100 °C zu verdampfen 2256 kJ. Ein zweiter Modus addiert den ganzen Weg von Eis bei −20 °C bis zum Dampf.
Beispiel: Berechnung: Ein Phasenübergang (Q = m·L) · Stoff: Wasser · Phasenübergang: Schmelzen (fest → flüssig) · Masse 1 · Einheit: Kilogramm (kg) → Wärme: Aufgenommene Wärme: 334 kJ. Quelle: OpenStax University Physics Volume 2, 1.5 Phase Changes – Q = mLf (Eq. 1.7), Q = mLv (Eq. 1.8), Table 1.4 Heats of Fusion and Vaporization (values at the normal melting and boiling points, 1 atm), heating curve of water from −20 °C (2090, 4186 and 2020 J/(kg·°C)), Example 1.9 (ice in soda → 13 °C) (read 10.10.2026). Stand: .
So wird gerechnet
Die Wärme für einen Phasenübergang ist Q = m·Lf beim Schmelzen oder Erstarren und Q = m·Lv beim Verdampfen oder Kondensieren, mit der Masse m und der latenten Wärme L des Stoffes. Das Lehrbuch OpenStax University Physics erklärt den Namen „latent“ (verborgen): Während des Phasenübergangs fließt Energie in den Stoff hinein oder aus ihm heraus, ohne dass sich seine Temperatur ändert. Schmelzen und Verdampfen nehmen Wärme auf, Erstarren und Kondensieren geben dieselbe Menge wieder ab.
Schmelz- und Verdampfungswärme häufiger Stoffe
| Stoff | Schmelzpunkt (°C) | Lf (kJ/kg) | Siedepunkt (°C) | Lv (kJ/kg) |
|---|---|---|---|---|
| Wasser | 0 | 334 | 100 | 2256 |
| Ethanol | −114 | 104 | 78,3 | 854 |
| Ammoniak | −75 | 332 | −33,4 | 1370 |
| Quecksilber | −38,9 | 11,8 | 357 | 272 |
| Stickstoff | −210 | 25,5 | −195,8 | 201 |
| Blei | 327 | 24,5 | 1750 | 871 |
| Aluminium | 660 | 380 | 2450 | 11400 |
| Silber | 961 | 88,3 | 2193 | 2336 |
| Gold | 1063 | 64,5 | 2660 | 1578 |
| Kupfer | 1083 | 134 | 2595 | 5069 |
Die Werte stammen aus Tabelle 1.4 von OpenStax und gelten am normalen Schmelz- bzw. Siedepunkt bei 1 atm. Lv ist in der Regel deutlich größer als Lf. Für Wasser bei Körpertemperatur (37 °C) nennt das Buch eine höhere Verdampfungswärme von 2430 kJ/kg. Im Fließtext rechnet es beim Schmelzen von Eis mit 333 kJ/kg, in der Tabelle mit 334 kJ/kg; dieser Rechner nimmt den Tabellenwert.
Von Eis zu Dampf: die Erwärmungskurve von Wasser
OpenStax beschreibt Eis, das ab −20 °C erwärmt wird; je Kilogramm und mit dem Tabellenwert fürs Schmelzen: Das Eis erwärmt sich mit 2090 J/(kg·°C) bis 0 °C, schmilzt mit 334 kJ/kg bei gleichbleibender Temperatur, das Wasser erwärmt sich mit 4186 J/(kg·°C) bis 100 °C, siedet mit 2256 kJ/kg, und der Dampf erwärmt sich mit 2020 J/(kg·°C). Der zweite Modus addiert diese Schritte:
| Masse | Von → bis | Wärme Q |
|---|---|---|
| 1 kg | −20 °C → 120 °C | 3090,8 kJ |
| 1 kg | 0 °C → 100 °C | 752,6 kJ |
| 1 kg | 100 °C → 110 °C | 2276,2 kJ |
| 0,5 kg | 20 °C → 100 °C | 167,44 kJ |
| 2 kg | 25 °C → 100 °C | 627,9 kJ |
| 0,2 kg | −10 °C → 0 °C | 4,18 kJ |
| 0,1 kg | −5 °C → 25 °C | 44,91 kJ |
Die Phasenübergänge überwiegen: 1 kg Wasser zu verdampfen braucht mehr als das Fünffache der Wärme, die es von 0 °C auf 100 °C bringt (2256 kJ gegenüber 418,6 kJ). Beispiel 1.9 von OpenStax zeigt das an einem Getränk: Drei Eiswürfel zu je 6,0 g bei 0 °C kühlen 0,25 kg Limonade von 20 °C auf 13 °C. Beim Kondensieren gibt Dampf diese 2256 kJ/kg wieder ab; geh mit ihm also mindestens so vorsichtig um wie mit kochendem Wasser.
Die Temperatur nach dem Mischen zweier Stoffe liefert der Rechner für die Mischungstemperatur; Wasser ohne Phasenübergang erwärmen rechnet der Rechner, mit dem du die Wärmemenge berechnen kannst.
Häufige Fragen
Wie lautet die Formel für latente Wärme?
Q = m·L. Beim Schmelzen oder Erstarren ist L die Schmelzwärme Lf, beim Sieden oder Kondensieren die Verdampfungswärme Lv. Wasser: Lf = 334 kJ/kg, Lv = 2256 kJ/kg.
Wie viel Energie braucht man, um 1 kg Eis zu schmelzen?
334 kJ bei 0 °C. Das Eis bleibt bei 0 °C, bis es ganz geschmolzen ist.
Wie viel Energie braucht man, um 1 kg Wasser zu verdampfen?
2256 kJ bei 100 °C und 1 atm, mehr als das Fünffache der 418,6 kJ, die das Wasser von 0 °C auf 100 °C erwärmen.
Gibt Erstarren Wärme ab?
Ja. Erstarren gibt dieselbe Wärme ab, die Schmelzen aufnimmt, und Kondensieren dieselbe wie Verdampfen. Der Rechner zeigt, ob die Wärme aufgenommen oder abgegeben wird.
Warum ändert sich die Temperatur beim Schmelzen von Eis nicht?
Die Wärme löst die Bindungen zwischen den Molekülen, statt ihre Temperatur zu erhöhen. OpenStax nennt diese Energie deshalb „latent“, also verborgen.
Quellen und Rechtsgrundlagen
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