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Aufgabe

Verdunstungskühlung im Teilchenbild

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Lässt man eine Flüssigkeit in einem offenen Gefäß längere Zeit stehen, so geht sie allmählich in den gasförmigen Zustand über, sie verdunstet.
Auch zum Verdunsten ist - wie zum Verdampfen - Energie notwendig. Sie wird meist der Flüssigkeit selbst entzogen. Man nennt diesen Vorgang Verdunstungskühlung.

Erkläre die Verdunstungskühlung mit Hilfe einer Skizze und einigen Sätzen im Teilchenbild.

 
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In einer Flüssigkeit (z.B. Wasser) herrscht eine gewisse Geschwindigkeitsverteilung unter den Teilchen, d.h. es gibt Teilchen mit den unterschiedlichsten Geschwindigkeiten, sehr schnelle aber auch ganz langsame.
Die mittlere Bewegungsenergie ist ein Maß für die Temperatur in der Flüssigkeit.

Grundsätzlich hindern die Molekularkräfte die kleinsten Teilchen, dass sich diese aus dem Flüssigkeitsverband lösen. Die ganz schnellen Teilchen können jedoch soviel Bewegungsenergie besitzen, dass sie die nötige Arbeit gegen diese Molekularkräfte aufbringen können. Sie verlassen die Flüssigkeit und entweichen in die Luft und bilden dort z.B. einen Wasserdampf.

Die mittlere Geschwindigkeit der in der Flüssigkeit zurückgebliebenen Teilchen ist jetzt aber kleiner (da einige schnelle Teilchen weg sind), somit auch die mittlere Bewegungsenergie und somit auch die Temperatur. Durch Verdunstung kühlt sich also die Flüssigkeit ab (Verdunstungskühlung).