Ist die Dichte von gefrorenen Wasser immer gleich?
Wasser hat ja ca 4 Grad die größte Dichte und nimmt beim gefrieren wieder recht schnell ab. Ist die Dichte ab 0 Grad und kälter dann gleichbleibend oder ändert sich diese noch?
Also wenn ich zB eine Glasflasche im Gefrierer vergesse, aber sie erstmal nicht platzt, könnte die dann beim Auftauen oder noch kälter werden dann platzen? Oder ist mit den einfrieren die minimale Dichte in diese Richtung erstmal erreicht?
(im Internet hören leider alle Grafiken bei 0 Grad auf, die ich gefunden habe :/)
4 Antworten
Ist die Dichte von gefrorenen Wasser immer gleich?
Nein. Eis zieht sich wie jeder Feststoff bei weiterer Abkühlung geringfügig zusammen. Der Längenausdehnungskoeffizient soll unterhalb von 0°C bei
51 * 10^-6 1/K
liegen
> aber sie erstmal nicht platzt,
Das ist die Frage - einen Sprung im Glas übersieht man leicht, solange das Glas vom Eis zusammengehalten wird.
> könnte die dann beim Auftauen
Nicht beim Schmelzen, aber beim Erwärmen von Eis mit -18°C auf Eis mit 0°C dehnt es sich aus, wie bei "normalen" Stoffen üblich.
> oder noch kälter werden dann platzen?
Nein, da erfolgt keine Ausdehnung, sondern ein Schrumpfen. Das Glas schrumpft auch, aber um den Faktor 10 langsamer:
https://de.wikipedia.org/wiki/Ausdehnungskoeffizient#Glas_und_Keramik
Auch Eis hat eine Wärmeausdehnung. Das mußten Kollegen von mir erst praktish lernen, als sie Wasser in einem Kühlbad aus flüssigem Stickstzoff zum Entgasen eingefroren hatten. Beim Aufwärmen zum Schmelzen des Eises zerbrach das Gefäß, weil das Eis sich schneller ausgedehnt hatte, als das Glas des Gefäßes. Das Eis hatte zu diesen Zeitpunkt noch nicht angefangen zu schmelzen.
Das sicherste Vorgehen zum Schmelzen dersrtig unterkühlter Eisblöcke ist das rasche Erhitzen, bis sich eine bleibende Schicht von Wasser an allen Seiten des Eisblockes gebildet hat.
Unterkühltes noch flüssiges Wasser kann bei Induktion der Kristalisation sehr schnell gefrieren. Dabei kann das Gefäß gesprengt werden.
Die Dichte von Wasser ist bei 4 Grad am größten, wie du ja selbst schreibst. Sie nimmt bei stärkerer Abkühlung auch im Bereich unter 0 Grad ab.