Eine Abkühlungskurve ist eine Art von Diagramm, das in Chemie, Physik, Ingenieurwissenschaften und anderen Disziplinen verwendet wird, um den Fortschritt einer abkühlenden Substanz darzustellen. Eine Achse des Diagramms, normalerweise die x-Achse, stellt die Zeit dar, während die Temperatur auf der anderen Achse dargestellt wird. Als solche fällt eine Abkühlungskurve im Allgemeinen von links nach rechts ab, wenn die Temperatur im Laufe der Zeit abnimmt. Es ist wichtig zu beachten, dass eine solche Kurve im Verlauf des Diagramms nicht immer gleichmäßig nach unten verläuft, da Kühlkurven häufig verwendet werden, um physikalische Phasenänderungen, wie den Übergang von Wasser zu Eis, darzustellen. Die Temperatur sinkt mit gleichmäßiger Geschwindigkeit, wenn das Wasser bis zum Gefrierpunkt abkühlt, aber die Kurve flacht am Gefrierpunkt ab, wenn das flüssige Wasser zu festem Eis gefriert.
Viele verschiedene Faktoren können den Verlauf einer Abkühlkurve beeinflussen. Zwei der wichtigsten Faktoren sind die Anfangstemperatur der Kühlsubstanz, die oft als „Gießtemperatur“ bezeichnet wird, und die Temperatur der Umgebung, in die die Substanz gegossen wird. Die spezifischen Eigenschaften der Kühlsubstanz bestimmen maßgeblich den Verlauf der Kühlkurve. Auch andere Faktoren wie Druck und Volumen des Kühlmediums können die Kurve stark beeinflussen.
Nicht selten zeigt eine Abkühlkurve einen Phasenwechsel, etwa von gasförmig zu flüssig oder von flüssig zu fest. Die Umwandlung von Wasser in Eis ist eines der bekanntesten und bekanntesten Beispiele für einen Phasenwechsel. Wenn Wasser mit einer relativ hohen Temperatur einer Umgebung mit einer Temperatur unter dem Gefrierpunkt hinzugefügt wird, kühlt es mit einer im Allgemeinen gleichmäßigen Geschwindigkeit ab, bis es die Gefriertemperatur erreicht. An diesem Punkt wird die Temperatur aufhören zu sinken, bis das gesamte Wasser zu Eis erstarrt ist. Kühlwasser verliert Energie in Form von Wärme und bewirkt damit eine Temperaturabsenkung, aber der gleiche Energieverlust ist auch für den Übergang von flüssig zu fest notwendig, nur ohne die entsprechende Temperaturänderung.
Forscher und Studenten können verschiedene Methoden anwenden, um Abkühlkurven zu erstellen. Die einfachste Methode besteht darin, einen Stoff in eine temperierte Umgebung zu geben und mit einem Thermometer in regelmäßigen Abständen die Temperatur des Stoffes aufzuzeichnen. Dieses Verfahren ist jedoch anfällig für menschliche Fehler. Andere Methoden beruhen stattdessen auf elektronischen Temperatursensoren und computergestützter Aufzeichnungssoftware. Solche Geräte und Software können verwendet werden, um in Echtzeit eine genaue Abkühlkurve zu erstellen, während die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass experimentelle Fehler die Abkühlkurve nutzlos machen.