Warum friert Cola erst nach öffnen der Flasche?
Guten Tag,
wenn man eine Flasche Cola ins Eisfach legt und den richtigen Zeitpunkt abpasst, ist die Cola in der Flasche noch komplett flüssig und klar (so klar, wie Cola halt sein kann;-) ). Nimmt man sie aus dem Eisfach und öffnet die Flasche beginnt die Cola plötzlich von oben nach unten zu frieren.
Warum?
Schätze, es hat was mit dem Druck zu tun. Kann mir das jemand physikalisch erklären?
Danke!
7 Antworten
das gelöste CO2 wird Gasförmig. Für diesen Phasenübergang wird Energie benötigt (Verdampfungsenthalpie). Diese Entzieht der Cola noch ein Paar kJ Wärme, wodurch die Temperatur etwas absinkt. Hast du die Cola im richtigen Moment rausgeholt, friert sie dadurch. Möglich ist auch, das Gefrierpunkt von Cola mit Weniger gelöstem CO2 etwas höher liegt.
Oder einfacher und bildlich erklärt:
Du frierst doch auch erst nach dem Öffnen der Jacke... ;-)
Du hast das vollkomen richtig erkannt es hat mit dem Druck zu tun. Um sohöre ein Druck ist umso höher ist die Teperuatur. Das ist Direkt proportional. Stall dir das so vor umso höher der Druck ist umso mehr Atome sind beieinander und erzeugen Reibung (Wärme). Nun wenn du die Flasche öffnest, dan sinkt der Druckt drastisch und die Noch vorhandene Kälte reicht jetzt, das Cola in einen anderen Aggregatszustan zu versetzen.
Zunächst einmal wird durch die in der Cola gelösten Bestandteile - das ist weit überwiegend Zucker - der Gefrierpunkt des Wasser herabgesetzt. Zucker wirkt insofern wie Salz. Allerdings nicht ganz so gut. Die Gefrierpunktserniedrigung ist für verdünnte Lösungen proportional zur Molalität des gelösten Stoffes. Bei ca. 10 % Zucker dürfte der Gefrierpunkt geschätzt um ein paar Grad unter Null liegen.
Dann kommt noch der Effekt dazu, dass sich Flüssigkeiten auch unter den ihnen eigenen Schmelzpunkt/Gefrierpunkt abkühlen lassen, ohne dass ein Phasenübergang flüssig/fest eintritt. Man nennt diesen Effekt Unterkühlung. Unterkühlung bezeichnet in der Thermodynamik die Absenkung der Temperatur einer Flüssigkeit unter den Gefrierpunkt, ohne dass diese erstarrt. Allgemein ist dieser Effekt auch als unterkühlte Schmelze bekannt. Eine unterkühlte Flüssigkeit oder Schmelze hat somit bei gegebenem Druck eine niedrigere Temperatur, als ihrem Aggregatzustand entspricht. Das Impfen mit kleinsten Keimen, evtl. auch Impulsübertragung in Form von Erschütterung, führt jedoch unter Freisetzung der Schmelzenthalpie zu spontaner Kristallisation. Daher spricht man bei der Unterkühlung von einem metastabilen Zustand des Stoffes. [http://de.wikipedia.org/wiki/Unterk%C3%B…
Es liegt also weniger am Druck oder der Kohlensäure, auch nicht an unterschiedlicher Wärmeübertragung als vielmehr an dem thermodynamischen Effekt der "unterkühlten Flüssigkeit".
Beim Öffnen einer Flasche, die unter Druck steht, entspannt sich das Gas. Hierzu muss Volumenarbeit verrichtet werden, die sich aus dem Wärmeinhalt des Gases bedient. Ergo sollte das Sprudeln mit einer Temperaturerniedrigung einhergehen.
Auch kann ich nicht die Auffassung teilen, dass eine unterkühlte Flüssigkeit (Lösung) nur in Gefäßen mit vollständig glatter und fehlerfreier Oberfläche möglich ist. Übersättigte Lösungen neigen nach meiner Erfahrung leider selbst beim intensivsten Kratzen der Wandoberflächen dazu, sich einer Kristallisation zu widersetzen. Und last but not least habe ich selbst schon des öfteren erfahren, dass sich vergessene kohlsäurehaltigene Getränkeflaschen noch unbeschadet aus dem Tiefkühlfach holen lassen und dann beim Aufsetzen durch die Erschütterung die Kristallisation initiiert wird, wobei es den Boden aus der Flasche sprengt.
In der Flasche herscht ein größerer Druck als in der Normalen Athmosphäre (also der Raumluft). Der Gefrierpunkt von Flüssigkeiten liegt aber etwas tiefer, wenn sie unter Druck stehen, daher bleibt die Cola erstmal flüssig. Durch das Öffnen der Flasche schaffst Du einen Druckausgleich, die Cola hat keinen Überdruck mehr und gefriert, da unter 0°C, schlagartig.
nein nein das stimmt so garnich^^ wichtiger ist der temperaturabfall bei der expansion des CO2! das hab ich vergessen^^
pv/T = const.
v steigt plötzlich an --> T muss plötzlich sinken^^ die andern sachen kommen vllt nur noch dazu