Ist heißes wasser minimal leichter als kaltes bei gleicher menge?
Da ja heiße luft ja leichter is kaltes und wasser ja auch sauerstoff enthält ja eig schon oder xD
*als kalte
5 Antworten
Ja, das ist so.
Das liegt aber nicht daran, dass meistens auch Sauerstoff im Wasser gelöst ist, sondern ist auch bei reinem Wasser so.
Fast alle Stoffe dehnen sich bei Erwärmung aus und schrumpfen bei Abkühlung zusammen. Das liegt daran, dass "Wärme" bedeutet, dass die Atome ein Bisschen wackeln - und mehr Wärme bedeutet, dass die Atome mehr wackeln und daher mehr Platz brauchen. Also die gleiche Anzahl Atome (=gleiche Masse) braucht mehr Volumen - oder andersrum gesagt, im gleichen Volumen sind weniger Atome vorhanden, also weniger Masse, was eine geringere Dichte bedeutet.
Aus diesem Grund haben z.B. Straßenbrücken an den Enden immer eine Lücke zum Erdboden hin: So eine Brücke ist im Sommer etwas größer als im Winter und braucht dann eben auch etwas mehr Platz. Weil sich der Stahlbeton bei Erwärmung ausdehnt.
Tatsächlich ist Wasser die eine Ausnahme, bei der irgendwann eine weitere Abkühlung kein weiteres Schrumpfen mehr bewirkt, sondern es sich dann doch wieder ausdehnt. Da bist du dann allerdings schon bei sehr kaltem Wasser, knapp überm Gefrierpunkt.
Ja, das ist wirklich so. Denn Wasser dehnt sich ja beim Erwärmen aus (außerhalb des Temperaturintervalls 0–4 °C), also braucht heißes Wasser mehr Volumen bzw. im gleichen Volumen ist weniger Wasser drin.
Bei 20 °C hat Wasser eine Dichte von 0.9982 g/ml, bei 100 °C sind es nur 0.9584 g/ml. Daher wiegt ein Liter Wasser bei 20 °C m=Vρ=998.2 g und bei 100 °V 958.4 g, das ist schon ein merklicher Unterschied. Eine andere Art, dasselbe auszudrücken, ist wenn man sagt, daß 1 l Wasser sich beim Erwärmen 20→100 °C um 41.6 ml Volumen ausdehnt.
Der Effekt ist also nicht klein, und man kann ihn mit freiem Auge beobachten: Fülle ein Glas randvoll mit Wasser und erwärme es erschütterungsfrei, z.B. im Mikrowellenofen. Es wird übergehen, bevor es zu kochen beginnt.
Beim Erwärmen von Wasser in einem Glasgefäß kannst Du auch Wärmeschlieren sehen. Das sind kleine Portionen von heißem Wasser, die im kalten Wasser aufsteigen und die man als leichte Verzerrungen des Hintergrundes sieht, weil das warme Wasser weniger dicht ist und daher auch das Licht weniger bricht als kaltes, ganz analog zu den Schlieren oberhalb einer Kerzen- oder Gasflamme (die entstehen durch erwärmte Gase, die ebenfalls weniger dicht sind als kalte).
...ja, das ist es. Liegt aber nicht am Sauerstoff, sondern daran, dass sich Stoffe bei Erwärmung ausdehnen, ohne an Masse zuzunehmen. D.h., ein Liter Wasser von 4°C wiegt ziemlich genau 1 kg. Erwärmt man dieses Wasser, bleibt das Gewicht, das Volumen aber nimmt zu. Warum gerade 4°C? Nun, das ist die Temperatur, bei der Wasser die höchste Dichte hat...bei Wasser ist es, als einzigem uns bekannten Stoff , nämlich so, dass es sich auch beim Abkühlen unter diese 4°C ausdehnt, sprich an Volumen zunimmt...nennt sich Anomalie des Wassers.
Diese Veränderung des Volumens bei Erwärmung hat man übrigens früher genutzt, um Heizungsanlagen ohne Pumpe zu betreiben....das wärmere, und somit "leichtere" Wasser, welches im Heizkessel erzeugt wird, drückt im "Vorlauf" nach oben zu den Heizkörpern, wo es das kältere Wasser über den "Rücklauf" zum Heizkessel zurückdrückt...dort wird es erneut erwärmt, ein Kreislauf entsteht.
Ist heißes wasser minimal leichter als kaltes bei gleicher menge?
Ja, und so gering ist der Unterschied gar nicht. Der Unterschied reicht jedenfalls aus, dass sich Wasser nach seiner Temperatur schichtet, sowohl im Meer, Seen oder wo auch immer.
Früher hat man bei Heizungsanlagen oder der Wasserkühlung von Motoren auf Pumpen sogar verzichtet, weil alleine die Dichteunterschiede gereicht haben, dass das Wasser zirkuliert.
Wenn es um die Dichte geht, dann ja. Wenn es um die Masse geht, die bleibt gleich (von relativistischen Effekten abgesehen ;)