Warum wird Wasser von fest zu flüssig?

4 Antworten

 Die Aggregatzustandsänderung (fest, flüssig, gasförmig) von Wasser/ Eis (H2O) von fest zu flüssig wird schmelzen genannt.

Festkörper:
Die kleinsten Teilchen sind bei einem Feststoff nur wenig in Bewegung. Sie schwingen um eine feste Position, ihren Gitterplatz, und rotieren meist um ihre Achsen. Je höher die Temperatur wird, desto heftiger schwingen bzw. rotieren sie, und der Abstand zwischen den Teilchen nimmt (meist) zu. Ausnahme: Dichteanomalie. aus: https://de.wikipedia.org/wiki/Aggregatzustand#Bewegung

Flüssigkeit:
Die Teilchen sind nicht wie beim Feststoff ortsfest, sondern können sich gegenseitig verschieben. Bei Erhöhung der Temperatur werden die Teilchenbewegungen immer schneller. aus: https://de.wikipedia.org/wiki/Aggregatzustand#Bewegung_2


Schmelzen:
Durch Erhöhen der Temperatur (Zufuhr von thermischer Energie) bewegen sich die kleinsten Teilchen immer heftiger, und ihr Abstand voneinander wird (normalerweise) immer größer. Die Van-der-Waals-Kräfte halten sie aber noch in ihrer Position, ihrem Gitterplatz. Erst ab der sogenannten Schmelztemperatur wird die Schwingungsamplitude der Teilchen so groß, dass die Gitterstruktur teilweise zusammenbricht. Es entstehen Gruppen von Teilchen, die sich frei bewegen können. In ihnen herrscht eine Nahordnung, im Gegensatz zur Fernordnung von Teilchen innerhalb des Kristallgitters fester Stoffe. aus: https://de.wikipedia.org/wiki/Aggregatzustand#Schmelzen_2 

Man kann sogar die Schmelzenergie von Eis zu Wasser berechnen: http://www.physik-im-unterricht.de/PH8-Schmelzwarme-ns.pdf

Welcher Zustand des Wassers gegeben ist, steht in Abhängigkeit von Druck und Temperatur. Bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur, dem so genannten Tripelpunkt, können alle drei Aggregatzustände gleichzeitig vorliegen. vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Aggregatzustand#Phasendiagramme 

Was ist die Dichteanomalie des Wassers?

Die Dichte der verschiedenen Substanzen nimmt so gut wie immer mit steigender Temperatur ab. Beim Schmelzen gibt es noch einmal eine sprunghafte Abnahme der Dichte, so dass Festkörper normalerweise
spezifisch erheblich schwerer sind als ihre Schmelze und darin untergehen.

Nicht so beim Wasser. Zwar nimmt beim Abkühlen von heißem Wasser die Dichte zunächst mit abnehmender Temperatur zu, so wie bei anderen Stoffen auch. Bei etwa 4°C erreicht die Dichte des Wassers jedoch ein Maximum und nimmt von da an mit abnehmender Temperatur wieder ab. Beim Gefrieren gibt es noch einmal eine sprunghafte Abnahme der Dichte (s. Tabelle), ganz im Gegensatz zum Verhalten anderer Stoffe.


Das ist der Grund, dass Eis sich, obwohl kälter (wegen der geringeren Dichte), an der Oberfläche von Wasser befindet.

Wie ist diese Anomalie des Wassers zu erklären? dazu ein ausführlicher Text vgl. http://www.wissenschaft-technik-ethik.de/wasser_dichte.html#kap03

Und, konnte ich weiterhelfen?

Gruß seniorix

Im festen Zustand sind die Atome des Elements geordnet, bei einer gewissen Temperatur, in dem Fall 0°, werden die Atome durch die Energie der Wärme in Bewegung gesetzt und  in Unordnung gebracht. Das ist der Grund, warum Wasser schmilzt. Dazu kommen noch Faktoren wie Wasserstoffbrückenbindungen, aber die sind erstmal unwichtig.

Lieber Ryanikku,

Festes Wasser wird anders genannt, nämlich "Eis". Wenn du das "Eis" aufwärmst, dann wird es zu sogenannten "Wasser". "Eis" schmilzt bei über 0 Grad Celsius. 

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