Was ist eine Kühlkurve?

Eine Kühlkurve ist eine Art von Diagramm, die in Chemie, Physik, Ingenieurwesen und anderen Disziplinen verwendet wird, um den Fortschritt einer Kühlstoffsubstanz zu ermitteln.Eine Graphenachse, normalerweise die x -Achse, zeichnet die Zeit auf, während die Temperatur auf der anderen Achse dargestellt wird.Als solches nimmt eine Kühlkurve im Allgemeinen von links nach rechts ab, wenn die Temperatur im Laufe der Zeit abnimmt.Es ist wichtig zu beachten, dass eine solche Kurve im Verlauf des Diagramms nicht immer mit gleichmäßiger Geschwindigkeit nach unten voranschreitet, da häufig Kühlkurven verwendet werden, um physikalische Phasenänderungen wie die Änderung von Wasser zu Eis darzustellen.Die Temperatur nimmt mit gleichmäßiger Geschwindigkeit ab, wenn das Wasser bis zum Gefrierpunkt abkühlt, aber die Kurve flacht am Gefrierpunkt aus, wenn das flüssige Wasser zu festem Eis einfriert.

Viele verschiedene Faktoren können das Fortschreiten einer Kühlkurve beeinflussen.Zwei der wichtigsten Faktoren sind die Anfangstemperatur der Kühlsubstanz, die häufig als Gossentemperatur bezeichnet wird, und die Temperatur der Umgebung, in die die Substanz gegossen wird.Die spezifischen Merkmale der Kühlsubstanz sind Hauptdeterminanten für das Fortschreiten der Kühlkurve.Andere Faktoren wie Druck und das Volumen der Kühlsubstanz können auch die Kurve drastisch beeinflussen.Die Transformation von Wasser zu Eis ist eines der bekanntesten und am weitesten verbreiteten Beispiele für eine Phasenänderung.Wenn Wasser bei einer relativ hohen Temperatur zu einer Umgebung bei einer Temperatur unter dem Gefrierpunkt hinzugefügt wird, wird es mit einer allgemein gleichmäßigen Geschwindigkeit abkühlen, bis es die Gefrierentemperatur erreicht.Zu diesem Zeitpunkt wird die Temperatur nicht mehr abnehmen, bis das gesamte Wasser in Eis verfestigt ist.Kühlwasser verliert Energie in Form von Wärme und verursacht daher eine Temperaturabnahme, aber für den Übergang von Flüssigkeit zu Feststoff ist auch der gleiche Energieverlust erforderlich, nur ohne die entsprechende Temperaturänderung.

Forscher und Schüler können eine Vielzahl von Methoden anwenden, um Kühlkurven vorzunehmen.Die einfachste Methode besteht darin, eine Substanz zu einer temperaturgesteuerten Umgebung und unter Verwendung eines Thermometers in regelmäßige Intervalle zu einer Temperatur des Substanzs aufzunehmen.Diese Methode ist jedoch anfällig für menschliche Fehler.Andere Methoden stützen sich stattdessen auf elektronische Temperatursensoren und computergestützte Aufzeichnungssoftware.Solche Geräte und Software können verwendet werden, um eine genaue Kühlkurve in Echtzeit zu erstellen, während die Wahrscheinlichkeit reduziert wird, dass experimenteller Fehler die Kühlkurve unbrauchbar macht.