Spezifische Wärmekapazität von Wasser

Strenggenommen ist die spezifische Wärmekapazität keine reine Stoffkonstante wie im Abschnitt zuvor sondern je hängt von der Temperatur ab. So liegt das Minimum der spezifischen Wärmekapazität von flüsigem Wasser mit rund 4,18 \(\tfrac{\text{kJ}}{\text{kg K}}\) bei einer Temperatur von 40 °C und das Maximum mit ca. 4,22 \(\tfrac{\text{kJ}}{\text{kg K}}\) bei einer Temperatur von 0 °C. Wird für flüssiges Wasser ein Durchschnittswert von 4,2 \(\tfrac{\text{kJ}}{\text{kg K}}\) angenommen, so beträgt die Abweichung zum Maximal- bzw. Minimalwert weniger als 1%! Aus diesem Grund kann für viele Fälle die spezifische Wärmekapazität von flüssigem Wasser tatsächlich als nahezu konstant angenommen werden.

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Abbildung: Spezifische Wärmekapazität von Wasser in Abhängigkeit der Temperatur

Das obere Diagramm zeigt für Wasser den Verlauf der spezifischen Wärmekapazität in Abhängigkeit der Temperatur für verschiedene Aggregatzustände. Dabei wird deutlich, dass sich beim Wechsel des Aggregatzustandes die spezifische Wärmekapazität stark ändert. So besitzt gasförmiges Wasser mit einer spezifischen Wärmekapazität von etwa 2,02 \(\tfrac{\text{kJ}}{\text{kg K}}\) nur rund die Hälfte des Wertes von flüssigem Wasser. Aber auch für diesen Aggregatzustand gilt, dass die spezifische Wärmekapazität als nahezu unabhängig von der Temperatur betrachtet werden kann.

Anders sieht dies für festes Wasser (Eis) aus. In diesem Fall ändert sich die spezifische Wärmekapazität sehr stark mit der Temperatur. Für niedrige Temperaturen nimmt diese immer mehr ab und ist am absoluten Nullpunkt sogar null! Ein solches Verhalten gilt im Übrigen nicht nur für Wasser sondern es zeigt sich bei jedem Stoff, dass die spezifische Wärmekapazität am absoluten Nullpunkt null beträgt!

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