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Dichteanomalie

Warum schwimmt eigentlich Eis auf dem Wasser? Eis macht doch eigentlich einen schweren Eindruck. Warum geht es nicht unter?

Wenn ein Stoff erwärmt wird, dehnt er sich aus. Das machen sich die Menschen zum Beispiel zu Nutze, wenn sie die Temperatur messen wollen. Dann benutzen sie mit Flüssigkeit - Quecksilber oder gefärbtem Alkohol - gefüllte Röhrchen, so genannte "Thermometer". Wird es wärmer, dehnt die Flüssigkeit sich aus, wird es kälter, zieht die Flüssigkeit sich zusammen.

Das macht das Wasser im Großen und Ganzen auch. Wenn Wasser von sagen wir 20° abgekühlt wird, wird der Rauminhalt kleiner. Allerdings nur bis zu einer Temperatur von 4°. Wenn es weiter bis zum Gefrierpunkt abgekühlt wird, dehnt es sich wieder aus.

Das könnt ihr beobachten. Füllt eine kleine Kunststoffflasche mit Leitungswasser. Legt sie in den Gefrierschrank. Wenn das Wasser gefroren ist, sieht die Flasche aus, als hätte man sie aufgepustet. Dieses Experiment darf man auf keinen Fall mit einer Glasflasche machen, denn die würde platzen.

Es scheint jetzt jedenfalls mehr Wasser in der Flasche zu sein als zuvor. Aber ihr habt ja kein weiteres Wasser hinein getan …

 

Experiment - Die Eisflasche

 

Die Lösung des Rätsels ist: das Wasser hat sich ausgedehnt. Das Eis nimmt mehr Platz in Anspruch als Wasser bei 4 Grad, sogar mehr als Wasser bei 90 Grad. Da aber kein Wasser dazu gekommen ist, hat sich das Gewicht des Wassers nicht verändert, das heißt: ein Glas Eis ist leichter als 1 Glas Wasser.

Deswegen schwimmt Eis auf dem Wasser und geht nicht unter. Das macht kaum ein anderer Stoff. Wenn wir zum Beispiel etwas Wachs schmelzen und ein Stückchen festes Wachs in das flüssige Wachs hinein werfen, geht es sofort unter.

Wasser von 4 Grad ist am schwersten. Deswegen sinkt Wasser von 4 Grad in Seen oder Ozeanen immer nach unten, egal, ob das restliche Wasser kälter oder wärmer ist. Am Grund tiefer Seen oder der Meere ist das Wasser immer 4 Grad kalt, egal, was oben passiert.

 

Da freuen sich die Fische , denn so können sie den Winter überleben. Würde das Wasser sich so verhalten wie Wachs oder fast alle anderen Stoffe, würde beim ersten Frost das erste Eis auf den Boden des Sees oder des Meeres sinken. Und das würde, wenn der Frost länger andauert, immer so weiter gehen, bis der ganze See oder das ganze Meer mit Eis gefüllt ist. Da wäre kein Platz mehr für die Fische.

Jetzt aber ist das Wasser am Grund der Seen und Meere immer flüssig und mindestens 4 Grad warm. Gut für die Fische, gefährlich für die Schiffe. Denn nicht nur die Eiswürfel in der Wasserschüssel schwimmen oben, sondern auch die Eisberge nahe der Arktis und der Antarktis. Und wenn die mit einem Schiff zusammenstoßen, gewinnt nie das Schiff.