Wieso leitet Wasser Wärme besser obwohl es ein wärmeisolator ist?
Also Wasser ist ja ein Wärmeisolator, also leitet es Wärme nicht so gut, es leitet aber trotzdem besser als Luft, ist Luft dann auch ein Wärmeisolator oder wie ist das kann das bitte jemand erklären, Realschule Niveau bitte haha
7 Antworten
Da weiß ich zunächst gar nicht wo ich anfangen soll. Schon in den Voraussetzungen der Fragestellung sind Fehler.
Ein Isolator ist ein Gerät und kein Stoff (bzw. Material).
Materialien können nach ihrer elektrischen oder Wärme- Leitfähigkeit angeordnet werden.
Die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes ist näherungsweise proportional zur elektrischen Leitfähigkeit. Dies setzt aber voraus, dass die Leitfähigkeit durch die Wanderung von Elektronen verursacht wird. Letzteres spielt in Wasser keine Rolle. Reines Wasser ist ein sehr guter Nichtleiter. Bei Erwärmung von Wasser entstehen im Wasser aber Strömungen, die einen erheblichen Wärmetransport bewirken können. Dies nennt man Konvektion Jede einfache zentrale Warmwasserheizung (ohne Pumpe) beruht darauf. Diese Strömungen stellen aber keine Wärmeleitung dar.
Die hohe Wärmekapazität von Wasser wird manchmal fälschlicherweise als Ursache für die schlechte Wärmeleitung angesehen. Möglicherweise ist da auch der Lehrer (und eine Reihe von Usern, die hier geantwortet haben) mit den Begriffen nicht so gut vertraut.
P.S.: Um die Unsinnigkeit der teilweise gegebenen -Antworten etwas deutlich zu machen: Luft unter Atmosphärendruck ist eine schlechter elektrischer Leiter. Luft unter geringerem Druck ist durch Stoßionisation ein besserer elektrischer Leiter als Luft unter Atmosphärendruck. Blitze im niedrigen Atmosphärenbereich haben eine Länge bis etwa 2 km. Hochatmosphärenblitze erreichen eine Länge von bis zu 40 km.
Wasser hat eine hohe Wärmekapazität, d.h. es kann viel Wärmeenergie aufnehmen. Dadurch erwärmt es sich nur langsam und gibt Wärme erst nach und nach weiter, weshalb es irrtümlich als schlechter Wärmeleiter angesehen wird. Warmes Wasser gibt Wärme gut und langanhaltend ab.
In Wirklichkeit leitet Luft Wärme viel schlechter und isoliert dementsprechend besser.
https://www.hessnatur.com/magazin/textillexikon/waermeisolationsvermoegen/
Ergänzung: Die besten Wärmeleiter sind Metalle, Wasser ist im Mittelfeld, Luft als Gas isoliert sehr gut und am besten isoliert natürlich Vakuum, da gibt es keine Teilchen, die Wärme weitergeben (nur Wärmestrahlung möglich).
Luft ist der beste Wärme-Isolator.
Wasser leitet die Wärme erheblich besser als Luft. Felsen leiten die Wärme besser als Wasser. Und Metalle leiten die Wärme besser als Felsen.
Wasser transportiert Wärme nur, wenn es sich selbst bewegt (das sagt einem das Auto, wenn man es trotz ausgefallener Kühlwasserpumpe weiterlaufen lässt), es ist also kein guter Wärmeleiter, sondern hat nur eine hohe Wärmekapazität und kann viel Wärme mitnehmen. Auch Luft braucht Bewegung dafür, hat aber eine viel geringere Wärmekapazität (was Besitzer des Luftgekühlten VW Käfer im Winter frierend feststellen mussten).
für die vom FS genannte gute Wärmeleitung ist Transport durch Konvektion nötig (frei wie im Kochtopf oder erzwungen mit Pumpen), Brown'sche Molekularbewegung ist dafür zu langsam. Aber vielleicht meint der FS ja einen ganz anderen Kontext, wir können nur vermuten.
Die Besonderheit von Wasser gegenüber "Luft" liegt in seiner Eigenschaft als Wärmeabsorbator.
Während trockene Luft nur etwa 1 KJ je m3 und Kelvin absorbieren, bzw. speichern kann, sind es beim Wasser bereits 4,19 KJ je KG und Kelvin.
Ein Kilogramm Wasser nimmt dabei bei einer Masse von 1 KG nur ein Volumen von 1 dm3 ein, während es bei Luft @1 Bar dazu bereits 1000 Liter bei gleicher Masse, und ca. 4190 Liter für ein vergleichbares Absorbtionsvolumen wie bei Wasser wären.
Vorsicht: Das ist automatisch immer dann gegeben, wenn das Wasser flüssig ist. Stichwort Braun'sche Teilchenbewegung.
Das ist nur durch ein paar dünne Wasserschläuche so wenig, dass es beim besten Willen nicht ausreicht um damit einen Verbrennungsmotor zu kühlen.