Metalle Die Aggregatzustände von Metallen
Von: Claudia Fröhlich, Andreas Ziegler
Stand: 04.05.2017 |Bildnachweis
Schau dir zunächst das Video auf die folgenden Punkte hin an:
- Nenne die drei Aggregatzustände, in denen Metalle vorkommen können.
- Erkläre den Begriff Schmelzen.
- Beim Löten wird festes Zinn mit Hilfe eines Lötkolbens geschmolzen. Beschreibe, was geschieht, wenn man flüssiges Zinn auf eine kalte Motorhaube gießt.
- Beschreibe die Vorgänge auf Teilchenebene, die beim Schmelzen des Metalls Zinn ablaufen.
- Nenne zwei Situationen aus dem Alltag, in denen Metalle geschmolzen werden.
Weiter unten findest du im Lerncheck die Antworten zu den Fragen und vertiefende Informationen.
Frage
Nenne die drei Aggregatzustände, in denen Metalle vorkommen können.
Antwort
Metalle können fest, flüssig oder gasförmig vorkommen.
Frage
Erkläre den Begriff Schmelzen.
Antwort
Unter Schmelzen versteht man den Vorgang, bei dem ein fester Stoff flüssig wird.
Frage
Beim Löten wird festes Zinn mit Hilfe eines Lötkolbens geschmolzen. Beschreibe, was geschieht, wenn man flüssiges Zinn auf eine kalte Motorhaube gießt.
Antwort
Das Zinn erstarrt, das heißt es wird fest.
Frage
Beschreibe die Vorgänge auf Teilchenebene, die beim Schmelzen des Metalls Zinn ablaufen.
Antwort
Im festen Zustand nehmen die Atomrümpfe des Metalls einen bestimmten Platz ein, um den sie hin- und herschwingen. Bei Zufuhr von Wärme erhöht sich die Bewegungsenergie der Atomrümpfe des festen Metalls. Die Atomrümpfe bewegen sich heftiger, ihr mittlerer Abstand voneinander vergrößert sich. Schließlich können sie ihren festen Platz verlassen und sich beliebig gegeneinander bewegen.
Frage
Nenne zwei Situationen aus dem Alltag, in denen Metalle geschmolzen werden.
Antwort
Löten (Zinn wird geschmolzen), Bleigießen an Silvester
Oberhalb des absoluten Nullpunktes (-273,15 °C) befinden sich die Teilchen in dauernder ungeordneter Bewegung. Je heftiger sich die Teilchen bewegen, das heißt: Je größer ihre mittlere Geschwindigkeit ist, desto höher ist die Temperatur des Stoffes. Bei festen Stoffen führen die Teilchen Schwingungen um ihre Position im Kristallgitter aus. Wird bei festen Stoffen weiter Wärmeenergie zugeführt, so steigt die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen.
Sobald die Schmelztemperatur erreicht ist, verlassen die Teilchen ihre Position im Kristallgitter. Der Stoff wird flüssig, er schmilzt. Die zugeführte Wärmeenergie macht sich nun nicht mehr in Form eines Temperaturanstiegs bemerkbar. Erst wenn der gesamte Stoff geschmolzen ist und weiter Wärmeenergie zugeführt wird, steigt die Temperatur.