Wasser ist für uns warm oder kalt und wir kennen es zudem als Eis oder als Dampf. Wasser hat aber noch weitere interessante Eigenschaften und die sind einmalig. Wasser hat, je nach Temperatur, eine unterschiedliche Dichte. Im ersten Moment denkt man vielleicht, na und? Aber diese unterschiedliche Dichte bewirkt phänomenales.
Video: privat
Wir sehen im Video, dass der kleine Eisberg im Glas nicht nur schmilzt, das kalte Schmelzwasser können wir im relativ warmen Leitungswasser gut erkennen: Es sinkt nach unten. Damit sehen wir schon in einem ganz kleinen Versuch, dass kaltes Wasser schwerer ist als warmes und somit, obwohl beides Wasser ist, die Dichte unterschiedlich sein muss.
Um gute Vergleiche zu erzielen, muss man immer einheitliche Vergleichsgrößen haben. Bei der Dichte nimmt man in der Regel das Volumen von 1 cm³. 1 cm³ Wasser von 20 ° C hat ein Gewicht von 0,9982 Gramm. 1 cm³ Wasser von 4° C hat das Gewicht von 1 Gramm und ist somit schwerer.
Jetzt kommt das interessante am Wasser, man nennt es auch die Dichteanomalie. Anstatt das Wasser ab 4° C zu 0° C hin immer schwerer wird, wird es wieder leichter. Wasser mit 1° C „schwimmt “ also auf dem wärmeren und schwereren Wasser von 4° C. Wenn das Wasser weiter abkühlt friert es zu Eis. Eis (0,9168 g/cm³) ist noch mal leichter als das bereits kalte Wasser und fängt nun auf dem Wasser an zu schwimmen.
Was lernen wir jetzt: Der Teich fängt oben an zu frieren, weil das schwere Wasser mit 4° C unten liegt.
Das zweite Experiment zeigt wie wir künstlich Reif herstellen können. Reif sehen wir im Winter oft auf Dächern und Bäumen. Der feine Wasserdampf in der Luft schlägt sich ohne flüssig zu werden direkt als Eiskristalle nieder. Das nennt man auch „resumlimieren“.
Zum weiteren Verständnis: Sublimieren wäre der Fall, wenn Eis direkt in den gasförmigen Zustand übergeht.
Dieses Experiment erstaunt immer wieder und ist mit einer „Kältemischung“ aus Eis und Salz so einfach herzustellen. Probieren Sie es doch mal mit Ihren Kindern oder Enkeln!