Kann flüssiges Wasser Minusgrade haben?

Kann flüssiges Wasser Minusgrade haben?

Wasser gefriert normalerweise bei 0 Grad Celsius (32 Grad Fahrenheit). Es gibt jedoch Umstände, unter denen flüssiges Wasser auch bei niedrigeren Temperaturen bestehen kann, ein Phänomen, das als Unterkühlung bezeichnet wird.

Unterkühltes Wasser: Flüssig trotz Minusgraden

Unterkühltes Wasser ist flüssiges Wasser, das unter seinem Gefrierpunkt abgekühlt wurde, ohne zu gefrieren. Dies ist möglich, weil der Übergang von der Flüssigphase in die Festphase (Gefrieren) von der Anwesenheit von Kristallisationskeimen abhängt, an denen sich Wassermoleküle anlagern und zu Eis wachsen können. Wenn kein Kristallisationskeim vorhanden ist, kann Wasser deutlich unter seinen Gefrierpunkt abgekühlt werden, ohne zu gefrieren.

Temperaturbereich für unterkühltes Wasser

Der Temperaturbereich, in dem Wasser unterkühlt werden kann, ist begrenzt. Unterhalb von -38 Grad Celsius (-36,4 Grad Fahrenheit) friert Wasser sofort. Oberhalb von -115 Grad Celsius (-175 Grad Fahrenheit) kann Wasser nicht mehr unterkühlt werden und gefriert spontan.

Instabilität unterkühlten Wassers

Unterkühltes Wasser ist ein metastabiler Zustand. Es ist instabil und kann spontan zu Eis gefrieren, wenn es gestört wird oder wenn ein Kristallisationskeim eingeführt wird. Selbst kleinste Erschütterungen oder Verunreinigungen können das Gefrieren auslösen.

Anwendungen unterkühlten Wassers

Unterkühltes Wasser hat mehrere Anwendungen, darunter:

• Wolkenbildung: Unterkühlte Wassertröpfchen spielen eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Wolken und Niederschlägen.
• Eiskunstlauf: Schlittschuhe gleiten auf einem dünnen Film unterkühlten Wassers, das sich zwischen der Klinge und dem Eis bildet.
• Überhitzungsschutz: Unterkühltes Wasser kann in Kühlsystemen verwendet werden, um eine Überhitzung zu verhindern.

Schlussfolgerung

Während Wasser normalerweise bei 0 Grad Celsius gefriert, kann es unter bestimmten Bedingungen auch bei niedrigeren Temperaturen flüssig bleiben. Dieses Phänomen, bekannt als Unterkühlung, tritt jedoch nur in einem begrenzten Temperaturbereich auf und ist ein instabiler Zustand. Unterkühltes Wasser hat praktische Anwendungen in Bereichen wie Wolkenbildung, Eiskunstlauf und Überhitzungsschutz.