MINTletter – Quiz

Warum der Sand brennt und das Meer kühl bleibt – ein Sommerwunder der Wärmekapazität

Du läufst barfuß über den Strand. Erst ist es angenehm, dann plötzlich – Autsch! Der Sand ist heiß wie eine Herdplatte. Du sprintest Richtung Meer und – ahh! – das Wasser ist kühl und erfrischend. Beide liegen in der Sonne, und doch könnten sie unterschiedlicher kaum sein. Warum wird der Sand so heiß, das Meer aber nicht?

Die Antwort liegt unter anderem in einem physikalischen Prinzip, das man nicht sieht, aber spürt: Wärmekapazität.

Was ist Wärmekapazität eigentlich?

Wärmekapazität beschreibt, wie viel Energie nötig ist, um einen Stoff um eine bestimmte Temperatur zu erwärmen.
Oder einfacher gesagt: Wie schwer es ist, einen Stoff warm zu bekommen.

Der Sand: Schnell heiß, schnell kalt

Sand hat eine niedrige Wärmekapazität. Das heißt: Schon wenig Sonnenenergie reicht aus, damit sich die Sandkörner stark aufheizen.
Dazu kommt: Sand ist ein schlechter Wärmeleiter, daher bleibt die Hitze an der Oberfläche.

• Ergebnis: Der Sand ist oben glühend heiß, aber darunter oft noch angenehm kühl.

Typischer Wert:
Die spezifische Wärmekapazität von trockenem Sand liegt bei etwa 800 J/(kg·K).

Zum Vergleich: Das ist weniger als ein Viertel dessen, was Wasser braucht!

 Das Meer: Energie-Schlucker mit Kühlung

Wasser hingegen hat eine extrem hohe Wärmekapazität – rund 4180 J/(kg·K).
Das bedeutet: Wasser hat eine hohe spezifische Wärmekapazität – es braucht viel Energie, um sich zu erwärmen. Dazu kommt die Bewegung (Konvektion): Im Meer bewegt sich das Wasser ständig durch Wellen und Strömungen. Kühleres Tiefenwasser mischt sich mit der Oberfläche, was eine starke Erwärmung verhindert. UND: Verdunstung kühlt, denn
Wasser verdunstet an der Oberfläche – dabei wird Verdunstungswärme entzogen, was die Oberfläche zusätzlich abkühlt (Prinzip wie beim Schwitzen).

• Ergebnis: Wasser bleibt lange kühl, obwohl die Sonne drauf scheint.