Temperaturen als Grenzbereiche < Biologie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 14:58 Mo 05.02.2007 | | Autor: | ani |
| Aufgabe | b) Unter welchen physikalischen und chemischen Voraussetzungen kann Wasser unterhalb 0°C bzw. über 100°C noch flüssig vorliegen?
c) Worauf beruht die Kälteempfindlichkeit der Organismen? Unterscheiden Sie zwischen Unterkühlung und Gefrieren?
d) Welche physikalischen und chemischen Mechanismen ermöglichen Lebewesen, Körperinnentemperaturen im Minusbereich auszuhalten?
e) Worauf beruht die Hitzeempfindlichkeit der Organismen?
f) Wie können hohe Innentemperaturen ertragen werden? |
Hallo
zu b) Hier wusste ich nicht wie ich das beantworten soll, denn ich wiß nicht wie man den Gefrier/Siedepunkt umgehen kann (Hat das was mit dem Luftdruck zu tun?)
zu d) Kann die Winterruhe die Kältestarre und der Winterschlaf gemeint sein?
zu f) Ist hier die Hitzestarre villeicht gemeint?
zu c und e habe ich keine Ideen
Für Hilfe bin ich dankbar
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Hallo ani!
> b) Unter welchen physikalischen und chemischen
> Voraussetzungen kann Wasser unterhalb 0°C bzw. über 100°C
> noch flüssig vorliegen?
Ich kann dir leider nur zu b) ein kleines bisschen sagen. Und zwar hat mir letztens jemand erzählt und ein Physiker hat es mir bestätigt, dass man glaube ich bei ganz sauberem Wasser (also destiliertes oder so) auch flüssiges Wasser unter 0°C haben kann. Aber wieso und bis zu wieviel Grad und so, das weiß ich leider auch nicht. Vielleicht ist so eine Frage auch besser bei Chemikern oder Physikern aufgehoben? Aber vielleicht kannst du auch mal nach destiliertem Wasser googeln!? 
Viele Grüße
Bastiane
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 23:08 Mo 05.02.2007 | | Autor: | ardik |
Hallo ani,
> b) Unter welchen physikalischen und chemischen
> Voraussetzungen kann Wasser unterhalb 0°C bzw. über 100°C
> noch flüssig vorliegen?
physikalisch:
Unter erhöhtem Druck erhöht sich der Siedepunkt (und umgekehrt). Das ist z.B. der Fall im Dampfdruckkochtopf, wo durch den Überdruck das Wasser erst bei z.B. 120 Grad siedet und durch die höhere Temperatur die Speisen schneller gar werden.
Der Schmelzpunkt verringert sich. Unter (hohem) Druck schmilzt Eis wieder.
chemisch:
Hier kann nur gemeint sein, dass das Lösen von Substanzen in Wasser ebenfalls den Siedepunkt erhöht und den Schmelzpunkt erniedrigt. Deshalb streut man im Winter Salz: Um das Eis aufzutauen. Und deshalb gibt man "Frostschuztmittel" beim Auto ins Scheibenwasch- und ins Kühlwasser.
> c) Worauf beruht die Kälteempfindlichkeit der Organismen?
> Unterscheiden Sie zwischen Unterkühlung und Gefrieren!
Gefrieren:
Wasser bildet beim Gefrieren spitze Kristalle (schönes Beispiel: Schneeflocken!). Diese beschädigen die Zellstruktur. Deshalb ist frisch eingefrorenes Gemüse nach dem Auftauen oft "laberig".
Unterkühlung:
Die komplexen Biochemischen Prozesse im Körper finden (vereinfacht gesagt) bei höherer Temperatur leichter / schneller statt (bzw. bei Warmblütern am Besten bei deren jeweiliger normaler Körpertemperatur). Bei erniedrigter Temperatur findet alles langsamer statt, deshalb werden z.B. Reptilien, Insekten, etc. bei Kälte träge.
(Bei Warmblütern kommen die Prozesse bei zu niedriger Temperatur - platt gesagt - komplett aus dem Tritt.)
> d) Welche physikalischen und chemischen Mechanismen
> ermöglichen Lebewesen, Körperinnentemperaturen im
> Minusbereich auszuhalten?
Frostschutzmittel.  Die Körperflüssigkeit ist ja kein reines Wasser sondern eine Lösung verschiedener Substanzen in Wasser. Bei manchen Lebewesen ist die Körperflüssigkeit so zusammengesetzt, dass der Gefrierpunkt deutlich erniedrigt ist. Manche scheiden z.B. vor einer Kältephase Wasser aus, so dass sich die Konzentration an gelösten Stoffen innerhalb der Zellen erhöht und dadurch der Gefrierpunkt sinkt.
Physikalisch fällt mir nicht recht was ein... Naja, der erhöhte Druck könnte bei Tiefseeorganismen eine Rolle spielen... Herrschen da Minustemperaturen? Ich weiß es nicht.
> e) Worauf beruht die Hitzeempfindlichkeit der Organismen?
Die vielleicht wichtigsten Bausteine in Organismen sind Proteine, zu deutsch: Eiweiß. Wenn Du schon mal ein Ei in die Pfanne gehauen hast, weißt Du was mit (den meisten) Proteinen bei zu starker Erwärmung passiert... Deshalb ist auch gegartes Fleisch, das roh recht wabbelig ist, einigermaßen fest.
Die Proteine verändern sich irreversibel so, dass sie ihre Funktion nicht mehr erfüllen können.
Und oberhalb des (Wasser-)Siedepunktes werden die Zellen sowieso zerstört.
> f) Wie können hohe Innentemperaturen ertragen werden?
Es gibt wohl bei manchen Organismen bestimmte Varianten von Proteinen, die Hitzestabil sind. Auch ist wohl möglich, dass bestimmte chemische Rahmenbedingungen die Proteine "schützen". Genaueres ist mir da nicht geläufig.
Und gegen das siedende Wasser hilft wieder hoher Druck (und im Wasser gelöste Substanzen), wie z.B. bei den heißen Tiefseequellen.
> zu d) Kann die Winterruhe die Kältestarre und der
> Winterschlaf gemeint sein?
Das sind eher biologische Mechanismen. Und die setzen ja voraus, dass das Gefrieren (etc.) im Zellinneren irgendwie verhindert wird.
Ich will nicht ausschließen, dass ich hier und da 'ne Kleinigkeit durcheinandergebracht habe und mancher Aspekt fehlt, aber im Großen und Ganzen kommt es so hin.
Schöne Grüße
ardik
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http://www.top-wetter.de/lexikon/u/unterkuehlt.htm