Eis – ein ganz besonderer Stoff


View upwards from a glacier crevasse
 
Blick nach oben aus einer Gletscherspalte
 
 
Eis ist der feste Aggregatzustand (die feste Phase) von Wasser (H2O). Unter normalen Bedingungen liegt sein Schmelzpunkt auf der Erdoberfläche bei 0 °C. Zum Ändern des Aggregatzustands von H2O muss eine bestimmte Menge von Energie aufgenommen oder abgegeben werden. Um Eis von 0 °C zu Wasser von 0 °C zu schmelzen, bedarf es einer großen Energiemenge, die 334 Joule pro Gramm entspricht. Dieselbe Energiemenge wird an die Atmosphäre oder den Boden abgegeben, wenn Wasser zu Eis gefriert.
 
Die bei einem Phasenübergang (z. B. von Wasser zu Eis oder von Wasser zu Wasserdampf) aufgenommene oder abgegebene Energie wird latente Wärme genannt. Alle Schmelz-, Verdampfungs- (Phasenübergang von Wasser zu Gas) und Sublimationsvorgänge (Phasenübergang von Eis zu Gas) führen zu einer Abkühlung der direkten Umgebung, aus der die erforderliche Energie aufgenommen wird. Umgekehrt führen alle Kondensations- (Phasenübergang von Gas zu Flüssigkeit), Gefrier- und Resublimationsvorgänge (Phasenübergang von Gas zu Eis) zu einer Erwärmung dieser Umgebung.
 
 
Phase transitions between ice, water and vapour
 
Phasenübergänge zwischen Eis, Wasser und Dampf sowie die bei diesen Phasenübergängen abgegebene bzw. aufgenommene Energie
 
Die Konsequenzen der physikalischen Eigenschaften von Eis auf der Erde, insbesondere von Gletschern, sind von grundlegender Bedeutung.

Gletscher schmelzen nicht sofort ganz ab, wenn sie Lufttemperaturen über 0 °C ausgesetzt sind. Sie schmelzen langsam, da das Eis die Energie aus der Umgebung aufnehmen muss. Deshalb können Gletscher oder Gletscherteile längere Zeit unter Umgebungsbedingungen über 0 °C bestehen.

Um Eis von 0 °C zu Wasser von 0 °C zu schmelzen, wird so viel Energie (latente Wärme) benötigt wie zum Beispiel zum Erhitzen von Wasser von 0 °C auf 80 °C. Eis kann deshalb recht stabil sein, wenn nur wenig Energie für den Schmelzvorgang vorhanden ist.

Dennoch ist Eis sehr empfindlich gegenüber den Temperaturveränderungen auf der Erde. Es überlebt nur dann lange Zeit, wenn die Temperatur unter 0 °C bleibt. Sobald die Temperatur zunimmt und 0 °C übersteigt, beginnt Eis zu schmelzen. Wenn dem Eis genügend Energie (Wärme) zur Verfügung steht, nimmt es diese auf und geht durch den Schmelzvorgang von der festen Phase (Eis) zur flüssigen Phase (Wasser) über.

Fragen

1. Wie lauten die Phasen von H2O?
2. Wie nennt man die sechs verschiedenen Phasenübergänge?
3. Wie viel Energie wird benötigt, um Eis von 0 °C zu Wasser von 0 °C zu schmelzen?

 
 
  
Last update: 27 Mai 2013


Fernerkundung von Eis und Schnee

 •  Fernerkundung von Eis und Schnee (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_DE/SEMMH7WWVUG_0.html)

Hintergrund

 •  Optische Eigenschaften von Eis und Schnee (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_DE/SEM1L7WWVUG_0.html)
 •  Beispiel (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_DE/SEMNO7WWVUG_0.html)

Übungen

 •  Einführung (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_DE/SEMDU7WWVUG_0.html)
 •  Zweck der Übung (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_DE/SEMIV7WWVUG_0.html)
 •  Übungen (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_DE/SEM1W7WWVUG_0.html)

Links zum Thema

 •  GlobGlacier Project (http://globglacier.ch/docs/dvd/index.html)