Warum schwimmen Eiswürfel immer oben ?

Und weshalb das lebenswichtig ist...

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Physik und ein kalter Drink - das passt hervorragend zusammen... :-)
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Kleine Quizfrage: Was haben ein Eisberg in der Arktis und ein Eiswürfel im Cocktailglas gemeinsam ? Richtig, sie schwimmen beide oben !

Und das ist eigentlich absolut erstaunlich. Vor allem, wenn man bedenkt, daß sich die meisten Stoffe bei Kälte zusammenziehen und aufgrund ihrer dadurch höheren Dichte schwerer werden.

Dichteanomalie Wasser

Doch bei Wasser passiert das genaue Gegenteil – und der ein oder andere dürfte diese Erfahrung schon selbst gemacht haben… schnell mal eine Flasche Cola zum Abkühlen ins Gefrierfach gestellt und dann vergessen: Das Getränk friert zu Eis und bringt dadurch sogar das Glas zum Bersten.

Im Grunde verhält sich Wasser gar nicht so anders: Es dehnt sich beim Erhitzen aus und zieht sich beim Abkühlen zusammen. Ein bekanntes Phänomen. Interessant wird es erst zwischen 0 °C und 8 °C…

Eis – nicht mehr ganz dicht

Je weiter Wasser abkühlt, desto stärker nimmt sein Volumen ab und seine Dichte steigt. Die höchste Dichte erreicht reines Wasser übrigens bei ziemlich genau 3,98 °Celsius.

Ab diesem Punkt nimmt das Volumen nicht mehr ab, sondern wieder zu. 0 °C kaltes Wasser besitzt dann das gleiche Volumen wie Wasser mit einer Temperatur von 8 °C.

Mehr noch: Sobald Wasser zu Eis erstarrt, steigt sein Volumen sprunghaft um ca. 10 Prozent an (und seine Dichte nimmt entsprechend ab).

Verantwortlich dafür sind die Wassermoleküle (H2O) selbst – sie werden beim Gefrieren so angeordnet, daß größere Zwischenräume entstehen als es im flüssigen Aggregatszustand der Fall ist.

Experimentierkasten Gartenteich

Dieses Phänomen lässt sich wunderbar in der Praxis nachvollziehen: Im Winter herrscht am Grund des Bodens vieler Gartenteiche, Dorfweiher und Seen eine Temperatur von knapp 4 °C.

Darüber lagern Schichten kälteren Wassers, bis hin zur schwimmenden Eisdecke an der Oberfläche, die damit eine gute Wärmedämmung abgibt.

Auf diese Weise können Fische und andere Wasserbewohner den Winter überleben, selbst wenn über ihnen eine dicke Eisschicht das Gewässer bedeckt.

Schwimmende Eiswürfel – Retter unsere Zivilisation !

Für eisgekühlte Getränke spielt es eigentlich keine Rolle, ob Eis oben oder unten schwimmt – es wäre sogar einfacher zu trinken. Und sowohl der Besatzung als auch den Passagieren der legendären Titanic hätte ein Eisberg am Grund des Meeres bestimmt auch besser gefallen.

Und trotzdem ist es genau so richtig, wie es ist. Mehr noch: Die Tatsache, daß sich Wasser als einer der wenigen Stoffe bei Kälte ausdehnt, ist für uns und unseren Planeten geradezu überlebenswichtig.

Ob nur für einige Monate im Winter oder über Jahrzehnte bei einer Eiszeit – die Temperaturen auf der Erde lassen Wasser hin und wieder zu Eis erstarren.

Wäre dieses Eis schwerer als flüssiges Wasser, würde es auf den Grund des Meeres sinken, das Wasser an der Oberfläche könnte erneut gefrieren und irgendwann wäre der weite Ozean ein einziger Eiswürfel – bis hinunter zum Marianengraben in über 11.000 Metern Tiefe.

Was lernen wir also daraus ? Ohne Eiswürfel, die im Cola oben schwimmen, kein Leben. Prost ! 🙂


Stand der Informationen: September 2018
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