Warum ist gefrorenes wasser volumen größer als flüssiges wasser volumen

Wann dehnt sich das Wasser aus?

Dieses nicht normale thermische Verhalten von Wasser wird in der Physik als Anomalie des Wassers bezeichnet.

Bei einem Flüssigkeitsthermometer ändert smoothie rezept gefrorene beeren aufgrund der Volumenänderung mit der Temperatur die Höhe der Flüssigkeitssäule. Ihre Leidenschaft für Sprachen und interkulturelle Kommunikation entwickelte sie durch internationale fotojournalistische Arbeiten.

Schon das bloße Schütteln reicht dann aus, die Flüssigkeit schockartig erstarren zu lassen.

Was passiert mit Wasser bei Erwärmung?

Wasser besitzt bei 4°C (also 277,16 K) seine größte Dichte. Das bedeutet, dass das Volumen des Wassers zunimmt, obwohl seine Masse natürlich gleich bleibt. Zu dieser Dichteanomalie kommt es, da die Wassermoleküle im hexagonalen Gitter des Eises einen größeren Abstand zueinander haben als im flüssigen, ungeordneten Zustand.

Warum braucht gefrorenes Wasser mehr Platz als flüssiges?

Wenn Wasser zu Eis gefriert, dehnt es sich aus.

Bei 4 Grad Celsius (°C) ist das Volumen des Wassers am kleinsten und damit die Dichte der Teilchen am größten.

Wie kann das Wasser abgekühlt werden?

Ohne diese Kristallisationskeime, also wenn das Wasser sehr rein ist und es sich zudem um eine kleine Menge von wenigen Mikrolitern handelt, kann Wasser bis auf minus 38 Grad Celsius abgekühlt werden, ohne zu Eis zu werden.

Diese Volumenänderung ist abhängig. Zum einen gefriert es bei 0 °C. Diese Form führt zu einer polaren Ladungsverteilung, wodurch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen einzelnen Molekülen entstehen.

Wasserstoffbrücken und ihre Wirkung

Wasserstoffbrückenbindungen sind relativ schwache elektrostatische Anziehungen zwischen dem leicht positiv geladenen Wasserstoffatom eines Moleküls und dem leicht negativ geladenen Sauerstoffatom eines benachbarten Moleküls.

Bei Temperaturen von 0° Celsius dehnt sich Wasser noch weiter aus.

Warum gefriert Wasser wenn man es aus dem Kühlschrank nimmt?

Beim Öffnen der Flasche werden Gasbläschen von der Kohlensäure frei. Zum Vergleich: Schwefelwasserstoff (H₂S) verdampft bereits bei –60 °C.

Genau diese Eigenschaft macht es möglich, dass flüssiges Wasser bei Zimmertemperatur auf der Erde existiert – und damit das Fundament für die Entstehung und Entwicklung des Lebens bildet.

Autor: Antoine Besse

Titelbild: © Jackie, Fotolia – Bei gleichem Gewicht nimmt Eis ein um 10 % größeres Volumen ein als flüssiges Wasser.