Frage von Tatsu97, 147

Wasser schnell einfrieren?

Heyho, ich stelle im Sommer gerne meine Getränke in die Gefriertruhe. Dabei ist mir ein paar mal bisher aufgefallen, dass es trotz der Gefriertruhe immer noch flüssig war und beim öffnen nach ein paar Sekunden gefroren ist wobei es auf der Stufe von slush Eis geblieben ist. Die Besonderheit ist das es keine feste Zeit gab sodass man es bewusst zu slush werden kann, also ich konnte es mal am selben Tag oder Tag danach rausholen und es blieb der gleiche Effekt. Woran liegt das es so verschieden ist und gibt es eine Möglichkeit dies bewusst gefrieren zu lassen? Kann man dies auch berechnen weil es hat ja nicht immer gleiche Temperatur oder ist dies nicht relevant?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von WeicheBirne, 56

Ich denke nicht, daß der Mpemba-Effekt, den einige hier ansprechen, etwas damit zu tun hat. Der greift ja nur wenn die Getränke drastisch unterschiedliche Temperaturen hatten bevor Du sie in die Gefriertruhe gepackt hast, Außerdem kann er sicherlich kein schlagartiges Gefrieren erklären. Im Link, den Geograph gepostet hat, kannst Du z.B. sehen, daß Wasser 19°C warmes Wasser, auch mit Mpemba-Effekt mehrere Sekunden zum gefrieren braucht.



Ich möchte Dir hier zwei Erklärungsmöglichkeiten anbieten:

1) Du hast eine unterkühlte Schmelze erzeugt. Das hat SlowPhil ja auch schon angedeutet. In diesem Fall war lag Temperatur Deiner Getränke immer schon unter dem Gefrierpunkt -egal ob Du sie am gleichen oder am nächsten Tag herausgeholt hast. Zum Gefrieren fehlte im Getränk aber ein Keim, an dem sich Eis bilden kann. Das Gefrieren geht allerdings auch ohne Keim wenn Du der Flüssigkeit durch eine Erschütterung Energie zufügst. Das hat SlowPhil auch schon gesagt. Beim Öffnen des Getränks erschütterst Du es nun einmal etwas.

Übrigens: Im Link von Geograph wird ausdrücklich erwähnt, daß der Mpemba-Effekt nichts mit unterkühlten Schmelzen zu tun hat.



2) Wenn Deine Getränke kohlensäurehaltig sind gibt es noch eine andere Erklärung. Der Gefrierpunkt von kohlensäurehaltigem Wasser liegt deutlich niedriger als der von reinem Wasser. Außerdem steht das Getränk ja unter Druck (das haben einige hier auch schon erwähnt). Dadurch sinkt der Gefrierpunkt noch einmal. Deine Gefriertruhe ist also einfach nicht kalt genug um Dein Getränk gefrieren zu lassen -auch wenn Du es erst nach einem Tag herausholst.

Wenn Du das Getränk öffnest sinkt der Druck und das Getränk wird gleichzeitig weniger kohlensäurehaltig. Dadurch steigt der Gefrierpunkt schlagartig. Das Getränk ist kalt genug um jetzt zu gefrieren und tut das. Daß sich das Eis dabei als Slush bildet hängt vermutlich mit der entweichenden Kohlensäure zusammen, die durch das Getränk zieht.

Das kannst Du alles hier auch noch mal nachvollziehen

http://www.portageinc.com/community/pp/soda.aspx

Ein dritter Faktor könnte übrigens auch noch eine Rolle spielen. Wenn Du Dir folgendes Video mal ansiehst, wirst Du bemerken, daß das Getränk beim Öffnen der Flasche nur oben gefriert

In diesem oberen Bereich tritt dabei eine starke Gasausbildung auf. Sich ausbreitendes Gas kühlt sich ab und entzieht dabei auch seiner Umgebung Wärme. Es ist möglich, daß das Getränk auch bei Druckabfall und Kohlensäureverlust noch nicht ganz kalt genug zum Gefrieren ist. Das sich ausbreitende Gas kühlt dann das Getränk auf den Gefrierpunkt herunter.

Kommentar von Tatsu97 ,

Die Getränke hatten bisher maximal Raumtemperatur und bei den Getränken, bei denen es mir bisher überwiegend passiert ist, waren Eistee und stilles Wasser  und zweimal bisher mit der Freeway-Limo.

Zu 1) also müsste man die unterkühlte Schmelze relativ sicher erreichen indem man das Getränk eine Zeit lang unbewegt lässt und danach vorsichtig in die Kühltruhe legt.

2) Wenn man die Flasche vor etwas schüttelt damit sich mehr Druck aufbaut müsste sich der Zustand ebenfalls kontrollieren lassen.

Aber beides lässt sich dann nun einfacher austesten wenn man weiß wie es ungefähr geht. :D

3) Das ist mir bisher so noch nicht passiert, es war immer komplett aber dennoch genau wie im Video Slushartig.

Kommentar von WeicheBirne ,

Bei Eistee und stillem Wasser kann das Phänomen, das Du beobachtest, eigentlich nur von einer unterkühlten Schmelze stammen -da ist ja keine Kohlensäure im Spiel.

Es ist übrigens ok diese Getränke zu bewegen und zu erschüttern bevor Du sie in die Gefriertruhe legst. Erschütterungen haben erst einen Effekt nachdem, die Getränke heruntergekühlt wurden. Dann verursachen sie Eisbildung.

Du kannst einige Getränke auch mal nicht öffnen, sondern einfach auf eine Oberfläche aufschlagen. So wie hier

https://www.youtube.com/watch?v=\_9N-Y2CyYhM



Bei den meisten Videos, die ich mir inzwischen angesehen habe, sieht das Eis ziemlich slushartig aus. Möglicherweise ist es nicht möglich in wenigen Sekunden große geordnete Eiskristalle wachsen zu lassen. Ich weiß von Salz- und Mineralkristallen, daß die Bildung großer Kristalle nur möglich ist wenn die Bildung ganz langsam ablaufen kann.



Hier ist übrigens noch ein anderer Trick, den Du versuchen kannst: Versuch mal ein Getränk nach dem Kühlen ganz vorsichtig zu öffnen, so daß es nicht gefriert. Wenn Du es dann ausgießt kannst Du eventuell einen Eisberg wachsen lassen, so wie hier.

https://www.youtube.com/watch?v=fSPzMva9\_CE

Wichtig ist, daß Du den Untergrund mit einem Handtuch oder Styropor wärmeisolierst damit die ersten Tropfen Wasser nicht gleich wieder komplett aufgewärmt werden.



Ob Du einen drastisch erhöhten Effekt sehen kannst wenn Du Deine Freeway-Limo vor dem Abkühlen schüttelst weiß ich leider nicht. Das hängt sicherlich davon ab wie stark Du den Druck erhöhen kannst. Das auszuprobieren wäre es auf jeden Fall wert.

 


Hier noch ein Tipp zum Experimentieren: Einige Videos, die ich gesehen habe, geben an, daß Du Wasserflaschen im Gefrierfach für etwa 2,5 bis 3 drei Stunden herunterkühlen mußt, um eine unterkühlte Schmelze zu erzeugen

https://www.youtube.com/watch?v=NMSxuORKynI

Kommentar von Tatsu97 ,

ok, damit kann man viel mit experimentiern, danke dir und dem rest :D

Kommentar von WeicheBirne ,

:o)

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 60

Dass es erst trotz Gefriertruhe noch flüssig ist, liegt vermutlich daran, dass es erstens leicht unter Druck steht und zweitens nicht ruhig war, wodurch es flüssig geblieben ist.
Das es manchmal schneller ging, kann tatsächlich an der Anfangstemperatur liegen. Ist die eher hoch, gefriert Wasser skurrilerweise schneller, was ein damals 16jähriger junger Mann namens Mpemba herausgefunden hat.
AFAIK ist das Phänomen bis heute nicht erschöpfend verstanden.
Dass Wasser unterkühlen und dann bei Erschütterung schlagartig gefrieren kann, ist aber schon länger bekannt.

Kommentar von Tatsu97 ,

Wie bleibt das Getränk in Bewegung?
Wenn es einmal in der Kühltruhe ist bleibt es normalerweise unberührt bis ich es wieder rausnehme.

Kommentar von SlowPhil ,

Deshalb ist es ja auch unterkühlt.

Antwort
von ThomasJNewton, 24

Wahrscheinlich schlechtes Karma.

Bei mir gefriert Wasser in Tiefkühlschrank/truhe/fach ganz einfach.

Siehe http://slushigkeit-vermeiden.de

Kommentar von Tatsu97 ,

Möchte ja das es passiert ;)

Antwort
von Freshestmango, 47

Wahrscheinlich hast du Kohlensäurehaltige Getränke, die leicht geschüttelt wurden.
Durch den Druck kann das Wasser des Getränks nicht einfrieren, bis dieser durch das Öffnen entweicht.
Ich habe das früher schon oft bewusst versucht und du schaffst es einfach aus Versehen.
Achte beim Einfrieren einfach darauf, dass die Flaschen nicht geschüttelt werden.

Kommentar von Tatsu97 ,

Waren stille und mit Kohlensäure.
Da meint es dann wohl der Eismann gut mit mir xD
Nunja da der Slusheffekt gewollt ist wäre es ja besser sie sozusagen zusätlich etwas zu schütteln. ;)

Antwort
von Elfi96, 53

Du musst warmes Wassee einfrieren, denn das gefriert schneller als kaltes Wasser. LG

Kommentar von Tarsia ,

Das ist falsch. Google mal Mpemba-Effekt!

Antwort
von Geograph, 38

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