Warum wird an einem heißen Tag der Sand schneller heiß als das Wasser?
5 Antworten
Beim Auftreffen der Sonnenstrahlen wird Entropie produziert, daher werden beide Stoffe warm.
Sand ist ein Feststoff, die Entropie und die mit ihr verbundene Energie kann nur durch Konduktion (Wärmeleitung) nach unten gelangen, dies geht sehr langsam, daher werden die oberen Schichten sehr schnell sehr warm (unten ist es aber noch kühl!).
Wasser ist flüssig. Beim Durchmischen wird auch einfach die Entropie und die mit ihr verbundene Energie mit nach unten durchmischt, dies kann sehr schnell gehen, daher werden die oberen Schichten nicht so schnell warm (dafür ist es aber unten auch entsprechend wärmer!).
Weil das wasser viel tiefer ist und sich auch ständig bewegt, das heißt, das kalte wasser wird immer wieder nach oben gespült. der sand ist ja auch nur oben heiß ;D
Das liegt an der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der beiden Stoffe und der unterschiedlichen Wärmespeicherfähigkeit. Wasser leitet Wärme langsamer, aber speichert sie mehr. Im Gegenzug kühlt der Sand auch schneller ab, als das Wasser.
Die Frage war, warum Wasser sich schneller erwärmt. Es wurden aber keine weiteren Angaben gemacht, ob es sich um eine flache Pfütze (da spielt Konvektion keine Rolle) oder einen tiefen See handelt, als stehendes Gewässer oder einen Küstenabschnitt mit bewegtem Wasser. Ich habe die Frage nur auf die Geschwindigkeit des sich Erwärmens bezogen, ohne weitere Angaben.
Korrigiere, warum Sand sich schneller erwärmt muss es natürlich heißen. sry.
In einer flachen Pfütze ist alles sowieso anders, da hier die Sonnenstrahlen durch das Wasser durchgehen und erst im Boden dissipiert werden. Dass dann das Wasser sich nicht so schnell erwärmt, sondern erst indirekt durch den Boden, ist klar, hat aber direkt mit der Frage nicht unbedingt was zu tun.
Alle Antworten sind richtig aber unvollständig:
Vergessen wurde die höhere spezifische Wärmekapazität von Wasser.
Weil der Sand nicht so wärmeleitfähig wie Wasser ist und sich die Wärme an der Oberfläche konzentriert.
Die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ist nicht der Grund, es geht um Konvektion, die ist halt beim Sand schlecht möglich.
Es geht eben nicht nur um Wärmeleitung, sondern beim Wasser halt auch um Konvektion.