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Farbe:
flüssig/gasförmig farblos
fest transparent bzw. weiß
1. Allgemeine Eigenschaften
Wärmeleitfähigkeit: 0,597 W/m*K
elektrische Leitfähigkeit: 5,5*10^-6 S/m
Leitungswasser das 1.000 bis 10.000 fache
Viskosität: 1,0 mPa*s
Dichte
Gewicht eines Stoffes bei einem bestimmten Volumen
p(Rho)=m/V
Einheit: g/cm³
Dichte von Wasser = 1,0g/cm³
Temperaturgrenzen
(Punkt der Aggregatzustandsänderung)
Schmelztemperatur
0°C = 273,15K
Siedetemperatur
100°C = 373,15K
1.5 Spezifische Wärmekapazität
Energiemenge zur Erhöhung der Temperatur einer bestimmten Masse
Formelzeichen: c
Einheit: kJ/kg*K
c(Wasser) = 4,19 kJ/kg*K
~2/3 der Erdoberfläche
~1,4 Mrd. km³
Süßwasser circa 35 Mio. km³
(2,5 % der weltweiten Wasserreserven)
zugänglich für den Menschen
circa 0,105 Mio. km³
0,3% des Süßwassers
(nicht als Reinstoff)
natürlich in allen drei Aggregatzuständen auf der Erde
[2]Schmelz-/Verdampfungsenergie
1.4 Einfluss des Luftdrucks auf die Siedetemperatur
Sieden -> Übergang von flüssig zu gasförmig
-> Bildung von Gasblasen in der Flüssigkeit
[1] Siedekurve
das (Masse-)Spezifische Volumen
v=1/p=m/V
-> Kehrwert der Dichte
Einheit: m³/kg
Beispiel: 0,001m³ Wasser
= 1kg
heißt: Je höher die Dichte eines Stoffes, desto geringer das massespezifische Volumen.
Je höher der Luftdruck, desto mehr Energie brauchen Wassermoleküle um aus der Flüssigkeit als Dampf zu entweichen.
Aggregatzustand flüssig (bei Raumtemperatur)
- leichter Transport durch Rohre
- gute Wärmeübertragung
hohe Wärmekapazität
- Aufnahme großer Energiemengen bei einem Heizvorgang
geringe Viskosität
- wenig Reibung
- wenig kinetische Energie erforderlich
geringe Kompressibilität
- bei Leckage schneller Druckabbau
1. Allgemeine Eigenschaften
1.2 Spezielle Physikalische Eigenschaften
1.3 Zusammenhang Dichte-spez. Volumen
1.4 Einfluss des Luftdrucks auf die Siedetemperatur
1.5 Spezifische Wärmekapazität
2. Wichtige Eigenschaften für Anlagenmechaniker*innen
3. Anomalie des Wassers
3.1 Schritte der Energiezu- und abnahme
3.2 Folgen der Ausdehnung
4. Kapillarwirkung von Wasser
5. Wasser als Messmittel
6. Berechnungen
4. Kapillarwirkung
von Wasser
Kapillare -> schmale langgezogene Hohlräume
aus benetzbarem Feststoff
3.1 Schritte der Energiezu-/abnahme
Anomalie -> Abweichung vom Normalen
- Abweichung des Dichteverhaltens von Wasser im Vergleich zu anderen Stoffen
normal: Je wärmer ein Stoff wird, desto größer wird seine Dichte. (und umgekehrt)
Wasser: größte Dichte bei 4°C
- darunter/darüber nimmt Dichte ab
- spezifisches Volumen nimmt zu
Grund: starke Wasserstoffbrückenbindungen
Kapillarwirkung -> Sogentstehung durch Zusammenspiel von Adhäsions- und Kohäsionskraft
Adhäsion -> Anziehungskräfte der Atome/Moleküle zwischen zwei nicht mischbaren Stoffen
Kohäsion -> Anziehungskräfte innerhalb eines Stoffes
Erwärmen(über 4° C):
-Schwingung/Bewegung der Wassermoleküle nimmt zu
-> Wasserstoffbrückenbindungen werden schwächer
-> Raum zwischen Moleküle wird größer -> Dichte nimmt ab
- ab 100°C dann Dampfbildung
Abkühlen(unter 4°C):
- Schwingung/Bewegung der Wassermoleküle nimmt ab
-> Wasserstoffbrückenbindungen werden stärker
-> Bildung kristalliner Strukturen
[3] Dichte Wasser
[4] Teilchenebene
Folge: Das Wasser wird in den Hohlraum gesogen.
3.2 Folgen der Ausdehnung
[5] Kapillardurchmesser
Technik
-> Schäden am Rohrnetz, Amaturen, Geräten
-> (Gefrieren) Anbringung von Frostschutzeinrichtungen
-> (Verdampfen) Sicherheitsschalter an Geräten
-> (Erwärmen) Sicherheitsventile, Ausdehnungsgefäße
Natur
-> Schäden an Straßen
-> Erosion an Gebirgen
-> Geysire
Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!
Websites:
https://www.quarks.de/umwelt/faq-so-viel-wasser-gibt-es-auf-der-erde/
letzter Zugriff: 07.09.23 19:32
https://de.wikipedia.org/wiki/Eigenschaften_des_Wassers
letzter Zugriff: 07.09.23 19:32
https://www.chemie.de/lexikon/Normalbedingungen.html
letzter Zugriff: 06.09.23 17:12
https://www.cosmos-indirekt.de/Physik-Schule/Spezifisches_Volumen?utm_content=cmp-true
letzter Zugriff: 07.09.23 18:05
https://www.leifiphysik.de/waermelehre/innere-energie-waermekapazitaet/ausblick/dampfdruck
letzter Zugriff: 07.09.23 17:56
https://studyflix.de/chemie/anomalie-des-wassers-2618
letzter Zugriff: 09.09.23 19:02
https://www.spektrum.de/lexikon/physik/kompressibilitaet/8239
letzter Zugriff: 09.09.23 18:54
https://studyflix.de/chemie/kapillarwirkung-1760
letzter Zugriff: 09.09.23 18:32
https://www.leifiphysik.de/waermelehre/innere-energie-waermekapazitaet/grundwissen/spezifische-schmelz-und-verdampfungswaerme
letzter Zugriff: 07.09.23 18:44
https://wiki.anton-paar.com/de-de/wasser/
letzter Zugriff: 09.09.23 19:01
https://studyflix.de/chemie/anomalie-des-wassers-2618
letzter Zugriff: 09.09.23 19:06
https://www.internetchemie.info/chemie-lexikon/daten/w/wasser-dichtetabelle.php
letzter Zugriff: 10.09.23 17:34
Bücher:
Formelsammlung ``bis zum Abitur´´; Duden Schulbuchverlag; mehrere Autoren; 2. Auflage 2021;
Bildquellen:
Abbildung 1: https://www.energie-lexikon.info/wasserdampf.html?s=rss
Abbildung 2: https://www.leifiphysik.de/waermelehre/innere-energie-waermekapazitaet/grundwissen/spezifische-schmelz-und-verdampfungswaerme
Abbildung 3: https://www.haus-und-gartentrends.de/der-koiteich-aufbau-reinigung-und-haltung-der-koi-fische/
Abbildung 4: https://studyflix.de/chemie/anomalie-des-wassers-2618
Abbildung 5: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/22/2014.06.17_Water_height_capillary_Geman.jpg
Abbildung 6: https://de.wikipedia.org/wiki/Libelle_(Messtechnik)
Abbildung 7: https://de.wikipedia.org/wiki/Schlauchwaage
Abbildung 8(Handout): http://www.dexgo.com/index.html
Die Wasserwaage
Vierkantprofil mit Libelle (Wasserkapsel mit Luftblase)
Funktionsprinzip
- Gasblase(Luft) in Flüssigkeit(Wasser)
- Gas leichter(geringere Dichte) als Flüssigkeit
-> Gas entwickelt Auftrieb ("schwimmt oben")
[6] Libelle
Messung von Lot und Waage
Die Schlauchwaage
- zwei im Durchmesser gleiche Kolben mit Skala
- Verbindung mittels Schlauch
- gefüllt mit Wasser
-> Luftdruck/Gravitation erzeugt gleiche Wassersäulenhöhe in beiden Kolben
[7] Schlauchwaage
Horizontale Übertragung eines Höhenmesswertes über weite Strecken
https://www.internetchemie.info/chemie-lexikon/daten/w/wasser-dichtetabelle.php
Welches spezifische Volumen hat Wasser bei 100°C.
Welche Masse besitzen 1200l Wasser bei 65°C?