Warum dehnt sich Wasser beim Gefrieren aus?
Hallo, Wasser dehnt sich bekanntlich beim Gefrieren aus. Somit hat 1 kg Eis ein höheres Volumen als 1 kg Wasser. Dies steht für mich aber im Widerspruch zu den Abbildungen über die drei Aggregatzustände "fest, flüssig und gasförmig". http://www.klassewasser.de/content/language1/img_583/wasserwissen-physik-aggregatzustaende-textbild.jpg Denn hier sind die Wassermoleküle im festen Zustand konzentrierter als im flüssigen. Die Molekülanzahl bleibt doch gleich, dann müsste meinem Gedankengang nach Wasser mehr Volumen als Eis haben? Bitte um Erklärung :)
6 Antworten
Wasser hat mehrere Duzend Anomalien. Die Dichteanomalie des Wassers ist nur eine davon.
Wasser besteht aus 2x Wasserstoff und 1x Sauerstoff. Der Sauerstoff ist Elektronegativer als der Wasserstoff und und so bildet sich in dem Wassermolekül ein Dipol heraus. Es ist also an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich geladen. Dadurch können sich die Moleküle auf bestimmte Art und Weise aneinander anlagern. Es bilden sich Wasserstoffbrückenbindungen heraus und das führt dann dazu, dass sich diese Moleküle ab einer gewissen Nähe nicht mehr näher kommen können. Sie bilden Cluster, mit Hohlräumen zwischeneinander. Vereinfacht eine Art ringförmige Anordung. Bedingt durch die Wasserstoffbrückenbindungen und der gebogenen Molekülstruktur des Wassers.
Hallo Bratwurst! Elemente dehnen sich bei Erwärmung aus und ziehen sich bei sinkender Temperatur zusammen. Schon richtig. Wasser ist aber eine Verbindung und da verhält sich das in diesem Fall eben anders.
Wasser hat da halt Eigenschaften die keine andere Flüssigkeit so hat. Es hat die geringste Dichte bei + 4° Celsius, dehnt sich schon beim weiteren Abkühlen aus und nimmt mit dem Gefrieren ein wesentlich größeres Volumen ein.
Ich wünsche Dir alles Gute.
Das Volumen von Wasser nimmt bis zu einer Temperatur von 4°C normal ab. Unterhalb dieser Temperatur entstehen Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Molekülen, welche zu einer eiskristallähnlichen, räumlichen Anordnung derselben führen. Die so entstehenden Molekülcluster benötigen wiederum einen entsprechend größeren Raum im Vergleich zu den bindungslosen Wasserstoffmolekülen.
Ich kann dich beruhigen: Falls diese Abbildung sich wirklich auf den Stoff Wasser bezieht, dann ist sie in der von dir erwähnten Hinsicht schlichtweg falsch.
So weit fast alles richtig. Wasser hat bei 4°C die höchste Dichte und nicht die niedrigste.