Versuch 14: Die Sprengkraft des Wassers

Wasser ist ein besonderer Stoff. Wenn es zum Beispiel abkühlt und zu Eis wird, benimmt es sich anders als die meisten anderen Stoffe. Wissenschaftler sprechen von der »Anomalie« des Wassers. Mit Wasser, einem Marmeladenglas und dem Tiefkühlfach des Kühlschranks kann man diese Anomalie nachweisen.

Ulis Versuche (lies auch bei Versuch 1 nach)

Die Sprengkraft des Wassers

Wasser ist ein besonderer Stoff. Wenn es zum Beispiel abkühlt und zu Eis wird, benimmt es sich anders als die meisten anderen Stoffe: Unterhalb 4 °C dehnt es sich aus, andere Stoffe dagegen ziehen sich zusammen. Dass am Ende des Winters zum Beispiel die Straßen voller Schlaglöcher sind, liegt an diesem Verhalten des Wassers. Was dabei genau passiert, beschreibt ein anderer tec.LEHRERFREUND-Beitrag.  

Im folgenden Experiment probieren wir die Sprengkraft des Wassers aus.

Wie´s geht:

Bild 1: Man braucht eine Wasser gefüllte Schüssel, ein mit Deckel verschließbares Marmeladeglas (oder ein Plastik-Ei) und das Tiefkühlfach des Kühlschranks.
Bild 2: Wir tauchen das Marmeladeglas ganz ins Wasser ein und drehen den Deckel unter Wasser darauf, damit keine Luft mehr im Glas ist.

Das mit Wasser gefüllte und verschlossene Marmeladeglas kommt ins Tiefkühlfach. Vorsichtshalber stellen wir es in eine Kunststoffschale hinein, damit eventuell auslaufendes Wasser nicht auf den Kühlfachboden läuft und dort festfriert. Im Kühlfach lassen wir das Wasser im Glas einen Tag lang gefrieren.

Was man beobachtet:

Wenn wir das Marmeladeglas aus dem Gefrierfach holen,
- hat das Eis den Deckel vom Glas weggedrückt (Bild 3). Zwischen Deckel und Becher entdeckt man den Eiskern; oder
- ist das Glas am Umfang gesprengt, so dass der Eiskern aus dem Riss heraus schaut.

Was dahinter steckt:

Wasser dehnt sich aus, wenn es gefriert. Das gegenüber dem Wasservolumen vergrößerte Eisvolumen hat das Glas gesprengt. Weil das nicht normal ist, sprechen die Physiker sogar von der »Anomalie« des Wassers.
Man könnte den beschriebenen Versuch noch ausweiten, z. B.
- den Deckel mit Klebefilm verschließen. Wird er dann immer noch weggedrückt?
- Wie verhalten sich Salzwasser, Milch oder Pudding im gleichen Versuch?

Über eine andere interessante Auswirkung der Wasseranomalie auf das Leben in Flüssen und Seen kann man in WIKIPEDIA nachlesen:

»Die Dichteanomalie des Wassers ist wichtig für das Leben in Gewässern kalter Klimazonen. Unterhalb einer Temperatur von etwa 4 °C sinkt Oberflächenwasser nicht nach unten. Dies verhindert die weitere Auskühlung tieferer Gewässerschichten ... Dadurch wird ein vollständiges Durchfrieren von unten her verhindert. Wassertiere und -pflanzen können unter der Eisschicht überleben.«

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