Phasenänderungen

Phasenänderungen, auch bekannt als Phasenübergänge, beschreiben den Prozess, bei dem Materie von einem Aggregatzustand in einen anderen übergeht. Die häufigsten Phasenänderungen sind der Übergang von fest zu flüssig (Schmelzen), von flüssig zu fest (Gefrieren), von flüssig zu gasförmig (Verdampfen/Sieden) und von gasförmig zu flüssig (Kondensation). Weniger häufig sind die direkten Übergänge zwischen fest und gasförmig, bekannt als Sublimation (fest zu gasförmig) und Resublimation (gasförmig zu fest).

Diese Übergänge werden typischerweise durch Änderungen der Temperatur und des Drucks ausgelöst. Wenn beispielsweise die Temperatur eines Feststoffs erhöht wird, bis sie seinen Schmelzpunkt erreicht, beginnt er zu schmelzen und wird zu einer Flüssigkeit. Beim Erhitzen einer Flüssigkeit bis zu ihrem Siedepunkt, verdampft sie und wird zu einem Gas. Umgekehrt führt eine Abkühlung oder Druckerhöhung oft zu einer Umkehrung dieser Prozesse.

Während einer Phasenänderung bleibt die Temperatur der Substanz oft konstant, auch wenn Energie zu- oder abgeführt wird. Diese Energie wird als latente Wärme bezeichnet und wird verwendet, um die Bindungen zwischen den Molekülen aufzubrechen oder neu zu bilden, anstatt ihre kinetische Energie zu erhöhen. Beispiele für Phasenänderungen im Alltag sind das Schmelzen von Eis, das Kochen von Wasser und die Bildung von Tau auf Gräsern. Das Verständnis von Phasenänderungen ist grundlegend für viele wissenschaftliche und technische Disziplinen, darunter Thermodynamik, Materialwissenschaften und Meteorologie.