Frage von linda2016, 32

Kann mir jemand die "Dichteanomalie" auf eine einfache Weise erklären?

Antwort
von hawking42, 18

Chemisch hat das was damit zu tun, dass Wasser (H2O) ein winkeliges und bipolares Molekül ist. Genauso wie bei verschiedenen Stoffen bildet sich im festen Aggregatzustand Gitterstrukturen, wie z.B. bei Kristallen. Das gleiche passiert auch bei Wasser, jedoch etwas komplexer.

Da ab ungefähr 4°C die Gitterstrukturen anfangen sich zu bilden, und die Gitterstrukturen sehr luftig sind, vergrößert sich das Volumen des Wassers und die Dichte nimmt somit ab.

Muhtant hat das schon im Ansatz geschrieben, man muss das aber extra hervorheben. Das geniale an dieser Anomalie ist, dass es ohne Sie einiges an Dingen auf der Welt nicht gäbe. Sie ist mehr oder wengier zentrale Grundlage unseres Lebens.

  • Gewässer würden nicht oben gefrieren, sondern unten oder gleichmäßig je nachdem wo die Temperatur unter den Gefrierpunkt fällt (Wind?),
  • Fische würden sterben, weil die Gewässer durchfrieren.
  • Unter der Annahme der Evolutionstheorie, in der wir von den Fischen abstammen, gäbe es uns auch nicht.
  • Eislaufen wäre auch nicht möglich. 
  • Es gäbe keinen Schnee - so ganz nebenbei: Schneeflocken sind 6-Eckig wegen genau diesem Effekt und wegen dem Winkel im H2O-Molekül.






Antwort
von martinhg, 17

Interessant, wie niemand die Frage beantwortet, aber alle das gleiche dazu schreiben. Wie auch immer:

Die Erklärung von Wikipedia ist m.M.n. ganz gut verständlich:

Der Grund der Anomalie des Wassers liegt in der Verkettung der Wassermoleküle über Wasserstoffbrückenbindungen.
Durch sie benötigt die Struktur im festen Zustand mehr Raum als bei
beweglichen Molekülen. Die Strukturbildung ist ein fortschreitender
Vorgang, das heißt, es sind schon im flüssigen Zustand so genannte Cluster
aus Wassermolekülen vorhanden. Bei 3,98 °C ist der Zustand erreicht,
bei dem die einzelnen Cluster das geringste Volumen einnehmen und damit
die größte Dichte haben. Wenn die Temperatur weiter sinkt, wird durch
einen stetigen Wandel der Kristallstrukturen
mehr Volumen benötigt. Wenn die Temperatur steigt, benötigen die
Moleküle wieder mehr Bewegungsfreiraum, wodurch das Volumen ebenfalls
steigt.

An welcher Stelle brauchst du dort noch Hilfe beim Verständnis?

Kommentar von hawking42 ,

Was man im Internet nicht alles findet, wenn man erst einmal sucht :-D

Antwort
von Myrmiron, 19

Die dichte des Wasser nimmt mit zunehmenden Abstand zur 4°C Temperatur ab.

Normalerweise nimmt die Dichte mit zunehmender Temeratur ab und mit abnehmender Temperatur zu. Beim Wasser nimmt die Dichter allerdings sowohl mit zunehmender als auch mit abnehmender Temperatur ab.

Das ist im vergleich mit anderen Chemikalien unnormal und somit eine "Dichteannomalie".

Eigendlich recht einfach.

Antwort
von Muhtant, 22

Die Dichteanomalie des Wasser besagt, dass Wasser (Annahme Salzgehalt = 0 % bzw. Süßwasser) die größte Dichte bei 4 °C hat.

Deswegen Schwimmt Eis.
Deswegen überleben Fische im Winter in Seen etc., weil der See nie ganz durchfriert...

Antwort
von Inked95, 23

Die allermeisten natürlichen Stoffe dehnen sich bei Erwärmung aus, wodurch ihr spezifisches Gewicht beziehungsweise ihre Dichte geringer wird. Beim Wasser trifft das auch zu bei einer Temperatur größer als 4°C. Unter 4°C dehnt es sich wieder aus, was als Dichteanomalie des Wassers bezeichnet wird.

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