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Micron Document

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<title>Kristallisationsenthalpie</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Kristallisationsenthalpie</span></h1>

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<p>Die <b>Kristallisationsenthalpie</b>, veraltet auch als <b>Kristallisationswärme</b>, <b>Erstarrungswärme</b> oder <b>Gefrierwärme</b> bezeichnet, wird freigesetzt, wenn ein <a href="Stoff_(Chemie)" title="Stoff (Chemie)">Stoff</a> seinen <a href="Aggregatzustand" title="Aggregatzustand">Aggregatzustand</a> von flüssig zu fest <a href="Phasen%C3%BCbergang" title="Phasenübergang">ändert</a>. Aufgrund des <a href="Energieerhaltungssatz" title="Energieerhaltungssatz">Energieerhaltungssatzes</a> ist die beim <a href="Kristallisation" title="Kristallisation">Kristallisieren</a> bzw. <a href="Erstarrung" class="mw-redirect" title="Erstarrung">Erstarren</a> frei werdende <a href="Energie" title="Energie">Energie</a> betragsmäßig gleich groß wie die für das <a href="Schmelzen" title="Schmelzen">Schmelzen</a> des Stoffes aufzuwendende Energie (<a href="Schmelzenthalpie" title="Schmelzenthalpie">Schmelzenthalpie</a>), jedoch mit entgegengesetztem Vorzeichen:

</p>

<msub>

<mtext>kristallisation</mtext>

</mrow>

</msub>

<msub>

<mtext>schmelz</mtext>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle H_{\text{kristallisation}}=-H_{\text{schmelz}}<0}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/44703b45ca044a43a65c7e5f9e4e45d63c357db8.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:28.827ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle H_{\text{kristallisation}}=-H_{\text{schmelz}}<0}" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>Die Vorzeichen beziehen sich dabei jeweils auf den Stoff, der im <a href="Offenes_System_(Thermodynamik)" class="mw-redirect" title="Offenes System (Thermodynamik)">offenen System</a> seinen Aggregatzustand wechselt, ohne dass sich dabei seine <a href="Temperatur" title="Temperatur">Temperatur</a> ändert (<a href="Isothermer_Prozess" class="mw-redirect" title="Isothermer Prozess">isothermer Prozess</a>). Vielmehr ändern sich das <a href="Spezifisches_Volumen" title="Spezifisches Volumen">spezifische Volumen</a> und/oder der <a href="Druck_(Physik)" title="Druck (Physik)">Druck</a> als <a href="Thermodynamische_Zustandsgr%C3%B6%C3%9Fe" class="mw-redirect" title="Thermodynamische Zustandsgröße">thermodynamische Zustandsgrößen</a>. Das umgebende System erlebt dagegen genau die entgegengesetzte Energieänderung, weil es die vom erstarrenden Stoff abgegebene Energie in Form von Wärme aufnimmt (<span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle Q_{\text{System}}>0}">

<msub>

<mtext>System</mtext>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle Q_{\text{System}}>0}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/99d94a48d8ff1e38a2f7077759bc4181c9fb7ed8.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:11.5ex; height:2.843ex;" alt="{\displaystyle Q_{\text{System}}>0}" loading="lazy"></span>, s. u.). Hier wirkt sich die aufgenommene Energie als Zunahme der <a href="Thermische_Energie" title="Thermische Energie">thermischen Energie</a> und Anstieg der Temperatur aus.

</p><p>Die <a href="Spezifische_Gr%C3%B6%C3%9Fe" title="Spezifische Größe">spezifische</a> Kristallisationsenthalpie (und damit auch die spezifische Schmelzenthalpie), d. h. die auf die <a href="Masse_(Physik)" title="Masse (Physik)">Masse</a> oder die <a href="Stoffmenge" title="Stoffmenge">Stoffmenge</a> bezogene Enthalpie ist <a href="Stoffeigenschaft" title="Stoffeigenschaft">stoffabhängig</a> (Liste z. B. unter <a href="Schmelzenthalpie" title="Schmelzenthalpie">Schmelzenthalpie</a>).

</p><p>Der einzige bekannte Stoff mit <i>positiver</i> Kristallisationsenthalpie in einem bestimmten Bereich ist das <a href="Helium" title="Helium">Helium</a>-<a href="Isotop" title="Isotop">Isotop</a> <sup>3</sup>He, d. h., es gefriert unterhalb von 0,3 <a href="Kelvin" title="Kelvin">K</a> bei Wärme<i>zufuhr</i> (<a href="Pomerantschuk-Effekt" title="Pomerantschuk-Effekt">Pomerantschuk-Effekt</a>).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendung">Anwendung</h2></div>

<p>Praktisch lässt sich das Phänomen der Kristallisationsenthalpie bei der <a href="Unterk%C3%BChlte_Schmelze#Beispiel_Wasser" class="mw-redirect" title="Unterkühlte Schmelze">Unterkühlung</a> von <a href="Wasser" title="Wasser">Wasser</a> beobachten: Wird Wasser erschütterungsfrei und langsam gekühlt, gefriert es bei 0 <a href="Grad_Celsius" title="Grad Celsius">°C</a> <i>nicht</i>. Es lässt sich auf diese Weise bis auf einige Grad unter Null abkühlen (ohne „Anlagerungsstellen“ – ähnlich „<a href="Kondensationskeim" class="mw-redirect" title="Kondensationskeim">Kondensationskeimen</a>“ – ist sogar eine Unterkühlung bis −30 °C möglich, bevor sich die Wasser<a href="Molek%C3%BCl" title="Molekül">moleküle</a> in ein <a href="Kristallgitter" class="mw-redirect" title="Kristallgitter">Kristallgitter</a> einordnen). Dann kann beispielsweise eine <a href="Ersch%C3%BCtterung" class="mw-redirect" title="Erschütterung">Erschütterung</a> die Kristallisation spontan auslösen. Durch die frei werdende Energie steigt die Temperatur auf 0 °C.

</p><p>Die Kristallisationsenthalpie wird beispielsweise im <a href="Obstbau" title="Obstbau">Obstbau</a> genutzt: Während der <a href="Frost" title="Frost">Nachtfröste</a> im Frühling werden die Blüten mittels <a href="Frostschutzberegnung" title="Frostschutzberegnung">Frostschutzberegnung</a> mit einem Wassernebel berieselt. Die beim Gefrieren des Wassers frei werdende Kristallisationsenthalpie hält die Eistemperatur bei 0 °C und schützt folglich die im Eis eingeschlossenen Pflanzenteile vor Frostschäden.

</p><p>Ein anderer Anwendungsbereich der Kristallisationsenthalpie sind regenerierbare <a href="W%C3%A4rmekissen" class="mw-redirect" title="Wärmekissen">Handwärmer</a>. Diese sind mit einer Salzlösung gefüllt, die unter Wärmeabgabe kristallisiert, wenn das Knicken eines in der Lösung befindlichen Metallplättchens eine Erschütterung bewirkt.

</p>

<div>

Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/4400447-3">4400447-3</a></span> </div>

</div></div></div><div><div class="zim-footer">

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