Wasser gefrieren?
Hallo Leute.
Beim gefrieren von Wasser spielen ja 3 Faktoren eine Rolle.
1. Die Lufttemperatur
2. Die Zeit
3. Die Wassermenge
Angenommen wir hätten einen teich, der mehrere Meter tief ist.
Es sind -20⁰C, der Teich würde relativ schnell so tief gefrieren, dass man schlittschuhlaufen könnte.
Je niedriger die Temperatur, desto kürzer die zeit
Also hätten wir dauern -1⁰C, würde das ganze dann genauso gefrieren, nur viel langsamer?
Also meine Frage ist, ob jede Temperatur den teich zum sehr tiefen gefrieren bringen kann, wenn die Zeit egal ist.
Als Vergleich zum verstehen:
Wenn man bei 100⁰C einen Kuchen backen, und man ihn bei 20⁰C mit mehr zeit ,,backen" will, geht das ja auch nicht.
Ist vieleicht eine verwirrende Frage, aber ist mir gerade irgendwie durch den Kopf gegangen.
2 Antworten
Als Vergleich zum verstehen:
Wenn man bei 100⁰C einen Kuchen backen, und man ihn bei 20⁰C mit mehr zeit ,,backen" will, geht das ja auch nicht.
Dieser Vergleich funktioniert leider nicht. Die jeweilige Temperatur muss schon ausreichen, damit die chemischen Prozesse überhaupt stattfinden können. Zum Beispiel denaturieren Eiweiße erst ab 42 °C... ein Prozess, der die Denaturierung von Eiweißen erfordert, funktioniert nicht wenn diese Temperatur nie erreicht wird.
Dein Vergleich würde dann funktionieren, wenn du fragst "wie lange dauert es, bis Wasser bei +1°C gefriert". Dann wäre es der gleiche Sachverhalt: Geht gar nicht, weil falsche Temperatur. Auch, wenn es trotzdem schon ganz schön kalt ist.
Also hätten wir dauern -1⁰C, würde das ganze dann genauso gefrieren, nur viel langsamer?
Also meine Frage ist, ob jede Temperatur den teich zum sehr tiefen gefrieren bringen kann, wenn die Zeit egal ist.
Jein.
Es ist ja nicht nur die Luft um das Wasser herum, sondern auch der Boden. Und beim Boden kommt aus den tieferen Schichten immer ein Wenig Wärme nach, weil wir ja einen heißen Erdkern haben. Der Boden gefriert nur dann tief durch, wenn dies Wärme schneller an die Luft abgegeben wird als sie nachkommt.
Wenn die Luft überm Boden nur leicht frostig ist, wird sie es nicht schaffen, nachhaltig mehr Wärme abzutransportieren als von unten nachkommt. Das heißt, dass der Boden vielleicht oberflächlich leicht angefroren ist, aber schon in 10 cm Tiefe frostfrei bleibt.
Und dann hat auch das tiefer liegende Wasser deines Sees einen warmen Boden um sich herum, sodass es gar nicht erst den Gefrierpunkt erreicht.
Während bei -20 °C eben so viel Wärme von der Luft aufgenommen und abtransportiert wird, dass sowohl Boden als auch Wasser ziemlich tief gefrieren können.
Ok danke!
Also nochmal für mich selbst:
Es gibt beim kuchenbacken und gefrieren von Wasser eine Temperatur Spanne, bei der dies stattfindet und in der die Zeit von der Temperatur abhängig ist. Doch ausserhalb dieser Spanne passiert dier Vorgang erst garnicht.
Der Druck spielt eine Rolle. Bei sehr tiefen Gewässern ist der Druck so hoch, dass die Temperatur ab einer gewissen Tiefe immer 4°c beträgt. Da bleibt es dann immer flüssig.
Ansonsten spielt der Wärmeleitfaktor der Umgebung eine Rolle. Sprich: Je kälter die Luft ist, desto mehr Energie kann sie aufnehmen.
Und dann gibt dein Wasser auch schneller Energie ab, je wärmer es ist.
Denke einfach daran, dass die Wärme eines Objekts nichts anderes ist, als der "Gewuselfaktor" mit dem Moleküle ineinander prügeln. Dann ergibt alles einen Sinn. ;)
Vielen Dank für deine ausführliche antwort!
Aber angenommen der Boden würde keine Wärme abgeben. Also wenn wir einfach ein großen Behälter nehmen würden.
Würden dann -1⁰C ausreichen, um die selbe Tiefe Wasser zum gefrieren zu bringen?