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Lorz
Anmeldungsdatum: 18.09.2014
Beiträge: 131
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 Lorz Verfasst am: 30. Mai 2026 15:44 Titel: Eiswürfel plus Salz |
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Hallo!
Ich bin großer Fan vom „Versuch“ Eis plus Salz vs Eis (solo).
Auf dem Foto sieht man zwei digitale Thermometer (beide auf Raumtemperatur zuvor geeicht und natürlich befand sich zu Beginn in beiden Bechergläsern das gleiche Volumen/die gleiche Masse an Eiswürfeln. Der Sinusgenerator hat nix mit dem Versuch zu tun, der diente nur als "Tisch"). Und sie zeigen links -11 Grad für das Eiswürfel-Salz-Gemisch und rechts +1 Grad für nur Eiswürfel. Daher ist es eine tolle Methode im Sommer so seine Getränkeflaschen (von außen) zu kühlen, also mit Eis + Salz.
Jetzt würden viele aus dem Bauch heraus sicher sagen: Die tiefere Kühl-Temperatur hat ihren Preis. Das Eiswürfel-Salz-Gemisch wird schneller schmelzen als das bloße Eis.
Mein Experiment dazu sagt jedoch: Jein. Der Unterschied ist nach 90 Min Beobachtung tatsächlich gering.
Nun kommen wir zur Erklärung, wo ich Eure Hilfe gebrauchen könnte.
Nach meinem Verständnis muss ich die Temperaturdifferenz, hier 12 Grad Celsius, mit dem absoluten Nullpunkt vergleichen, wenn ich einschätzen will, wieviel mehr an "Kälteleistung" Eiswürfel im Eiswürfel-Salz-Gemisch vollbringen.
Und das wären dann ja nur 12/273 ist ungefähr 4,4 %.
Dh, wenn wir einen Eimer mit Eiswürfeln mit rausnehmen zum Getränke kühlen, der 120 Min hält, so würde bei Hinzugabe obiger Salzmenge (im gleichen Anteil und mit ab und zu rühren), die Kühlzeit gerade mal auf etwa 114,7 Min reduziert werden.
Aber hier erst mal die Frage: Ist das überhaupt korrekt, dies so zu betrachten?
| Beschreibung: |
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EisMitUndOhneSalz.jpg |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1653
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Aruna_17
Gast
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| Aruna_17 Verfasst am: 31. Mai 2026 19:20 Titel: Re: Eiswürfel plus Salz |
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| Lorz hat Folgendes geschrieben: |
Aber hier erst mal die Frage: Ist das überhaupt korrekt, dies so zu betrachten? |
m.E. nein
Du solltest Energien betrachten, keine Temperaturen.
Stichwort Schmelzwärme.
Was der Bezug auf en absoluten Nullpunkt soll, erschließt sich mir nicht
(Analogieschluss aus Wirkungsgraden?  )
Wenn Du einen Liter Wasser von 0°C auf 2°C erwärmst, brauchst Du ca. doppelt so viel Energie, wie von 0°C auf 1°C und nicht 1/273 mal so viel....
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Lorz
Anmeldungsdatum: 18.09.2014
Beiträge: 131
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| Lorz Verfasst am: 31. Mai 2026 22:45 Titel: |
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@Nobby danke für den Hinweis/Link. OK, das ist schon mal gut, dass es für dieses Thema einen eigenen Wikipedia-Artikel gibt. Ich hätte jetzt gedacht, dass sich die Eigenschaften von so einem Wasser-Salz-Gemisch aus anderen chemischen Eigenschaften ergeben (was natürlich der Fall ist) und dies deshalb gar nicht extra als eigenes (Unter-)Thema existiert.
Da steht jetzt ne Menge drin in dem Artikel, das ich nach 5 Min Lesen nicht verstehe. Ich kenne mich leider auch nicht so gut mit der Physik von Gasen und Stoffgemischen aus. Aber immerhin habe ich darin gefunden, dass die Temperaturabsenkung sogar auf theoretisch -22 Grad runter geht.
@Aruna Warum ich das "Gefühl", dass hier ein Bezug zum absoluten Nullpunkt passt: Also es geht ja darum, wieviel Wärme dem Stoffgemisch im Vergleich zum reinen Eis zugeführt wird, bis der Phasenübergang vollständig vollzogen ist (=alles Eis bzw. alles Eis plus Salz aufgelöst). Und wenn ich nun die Energiemenge, die die Umgebung an das Eis abgegeben hat, betrachte. Dann muss ich die Energie der beiden Umgebungen ja miteinander vergleichen. Für ein auf -11 Grad abgekühltes Volumen gegenüber einem auf 1 abgekühlten Volumen (vorher seien beide bei 20 Grad Celsius bzw. 293 Kelvin gewesen) gilt dann
- 31 zu 19 an Wärmemenge abgegeben (Du schreibst ja, die proportional zur Temperatur)
- ist auf 262 zu 273 Kelvin gesunken
...mmhm, OK, ich merke gerade, dass ich doch nicht mehr so überzeugt, von meinem Nullpunktsvergleich bin. Aber die reine Differenz zu betrachten und gar als Faktor für die Verringerung der Schmelzdauer zu nehmen kann auch nicht hinhauen. Dafür schmilz das Eis+Salz-Gemisch einfach zu gleichartig lange verglichen mit dem (reinen) Eiswürfeln.
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Füsik-Gast a
Gast
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| Füsik-Gast a Verfasst am: 02. Jun 2026 11:34 Titel: fpd |
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| Zitat: | Nach meinem Verständnis muss ich die Temperaturdifferenz, hier 12 Grad Celsius, mit dem absoluten Nullpunkt vergleichen, wenn ich einschätzen will, wieviel mehr an "Kälteleistung" Eiswürfel im Eiswürfel-Salz-Gemisch vollbringen. | Code: |
Solche Kühlexperimente werden gern bei sommerlichen Temperaturen auch in diversen Medien gezeigt und erklärt.
Das Phänomen bei solchen Kältemischungen aus Wasser/Eis und einem Salz beruht auf der schon genannten Gefrierpunktserniedrigung.
Bei Kenntnis der kryskopischen Konstante(hier von Wasser) läßt sich in guter Näherung die GPE berechnen.Dabei muß man stets die Temperaturen in Kelvin angeben.
Die Effektivität,("Kälteleistung") solcher Kühlsysteme bezieht sich auf die zu übertragene Wärmemengen pro Zeit.Bei gleicher Anordnung(Oberfläche,Größe der Kühlmenge etc.) sind Temperaturunterschied(zwischen kühlendem System und zu kühelndem Material) und die Wäremkapazität(!) wichtige Faktoren.
Die Wärmekapazität von reinem wasser ist höher als die von konzetrierten Salzlösungen.Aber da Delta T bei Verwendung von Kältemischung größer ist als nur mit Eis,gelingt die Kühlung schneller.
Oft wird für Shows u.ä. flüssiger Stickstoff verwendet.Dort ist die WK zwar viel kleiner als von Wasser,aber Delta T ist noch um einiges größer.
Die Praktikabilität im "alltag" richtet sich auch nach der Entsorgung/Wiederverwendung des Kühlmittels.
Im Labor konnte man eher das Salz wiedergewinnen als bei der Gartenparty.
Füsik-Gast. |
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Aruna_17
Gast
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| Aruna_17 Verfasst am: 04. Jun 2026 09:06 Titel: |
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| Lorz hat Folgendes geschrieben: |
Aber die reine Differenz zu betrachten und gar als Faktor für die Verringerung der Schmelzdauer zu nehmen kann auch nicht hinhauen.
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Wieso kann es nicht "hinhauen" die Differenz der von den Gemischen pro Zeiteinheit aufgenommene Energie zu betrachten, um herauszufinden, wie viel Energie die Gemische pro Zeiteinheit ihrer Umgebung (oder einem Probekörper) entziehen?
| Lorz hat Folgendes geschrieben: |
Dafür schmilz das Eis+Salz-Gemisch einfach zu gleichartig lange verglichen mit dem (reinen) Eiswürfeln. |
Kannst Du das etwas genauer angeben. Mit konkreten Zahlen?
Angaben zum / aus dem Experiment:
Wieviel Eis?
Wieviel Salz?
Wie lange braucht das Eis, ohne Salz bis es vollständig geschmolzen ist?
(wie ist der Temperaturverlauf über die Zeit?)
Wie lange braucht das Eis mit Salz, bis es vollständig geschmolzen ist und wieder auf 0°C?
(wie ist der Temperaturverlauf* über die Zeit?)
Dann kann man auch jeweils vergleichen, wie lange es dauert, bis die
die Flüssigkeiten auf Umgebungstemperatur sind, weil ab da kühlen sie nicht mehr und reines Wasser hat andere Wärmekapazität als eine Salzlösung.
*) Das Salz löst sich ja nur im Schmelzwasser, d.h. am Anfang hat man eine höhere Salzkonzentration und damit eine stärkere Gefrierpunkterniedrigung als später, wenn mehr Eis zu Wasser geworden ist.
physikalischer Hintergrund zum Experiment/Berechnungen:
Wieveil Energie braucht man, um die angegebene Menge Eis ohne Salz zu schmelzen? (Schmelzenergie)
Wie viel Energie braucht man, um die angegebene Menge Eis + Salz zu schmelzen?
Wie viel Energie braucht man, um Wasser der Masse die der Eiswürfel von 0°C auf 20°C zu erwärmen.
Wie viel Energie braucht man, um eine Salzlösung der Masse und Konzentration Eis + Salz von -11°C auf 20°C zu erwärmen?
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