Exkurs: Schwitzen

Die untere Abbildung zeigt die Geschwindigkeitsverteilung nach Maxwell-Boltzmann für die Teilchen eines idealen Gases. Für größere Temperaturen sind die jeweiligen Kurvenverläufe in der Höhe gestaucht und in der Länge gestreckt. Es ergibt sich für höhere Temperaturen somit eine breitere Verteilung, mit entsprechend höheren Geschwindigkeitsanteilen. Dies entspricht der bereits im Kapitel Teilchenbewegung Aussage, dass die Temperatur ein Maß für die Bewegungsenergie der Gasteilchen ist: Umso höher die Temperatur desto größer die Bewegungsenergie bzw. die Geschwindigkeit der Teilchen. 

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Abbildung: Geschwindigkeitsverteilung eines idealen Gases für verschiedene Temperaturen

Grundsätzlich sind alle Kurven nach rechts offen, d.h. selbst bei noch so niedrigen Temperaturen finden sich aufgrund der Vielzahl ein Teilchen in einem Stoff mit gewisser Wahrscheinlichkeit auch Teilchen mit extrem hohen Geschwindigkeiten wieder.

Wird dieser Sachverhalt qualitativ auf Flüssigkeiten übertragen, so bedeutet dies, dass sich auch unterhalb der Siedetemperatur stets Teilchen mit ausreichend hohen Geschwindigkeiten wiederfinden, die aufgrund ihrer hohen Energie den Anziehungskräften der Flüssigkeit entkommen können. Somit kann letztlich der Verdunstungsprozess von Flüssigkeiten erklärt werden, obwohl sich die Temperatur unterhalb des Siedepunktes befindet.

Noch ein weiterer Effekt ist in diesem Zusammenhang erklärbar. Da der Flüssigkeit durch den Verdunstungsprozess nun Teilchen mit hohen Geschwindigkeitsanteilen fehlen, sinkt in der Flüssigkeit die mittlere kinetische Energie und damit die Temperatur - die Flüssigkeit kühlt ab! Dies sorgt bspw. beim Schwitzen für den kühlenden Effekt, wenn der Schweiß auf der Haut verdunstet.

Dieses Phänomen kann relativ einfach nageprüft werden. Taucht man den Messfühler eines Thermometers in Wasser mit Umgebungstemperatur und nimmt diesen anschließend ohne Abtrocknen heraus, so wird man sehr schnell ein Absinken der Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur feststellen (siehe Video unten). Dieser Sachverhalt ist auch dafür verantwortlich, weshalb man mit nasser Haut rascher friert als mit trockener Haut.

Video: Abkühlungswirkung durch Verdunstung

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