Was passiert, wenn man heißes Wasser einfriert?

Das Rätsel des gefrorenen Heißwassers: Warum weniger Eis entsteht

Wenn wir heißes Wasser einfrieren, passiert etwas Überraschendes: Es friert zwar früher zu Eis als kaltes Wasser, aber letztlich entsteht weniger Eis. Dieser scheinbare Widerspruch liegt in einem faszinierenden physikalischen Prozess begründet.

Der entscheidende Faktor ist die Verdampfung. Beim Einfrieren von heißem Wasser verdampft ein Teil des Wassers. Dieser Prozess nimmt Wärme aus dem Restwasser auf und kühlt es weiter ab. Dadurch wird das Wasser schneller unter den Gefrierpunkt gebracht als kaltes Wasser. Man könnte also meinen, es entsteht ein größerer Eiskörper.

Doch genau dieser Verdampfungsprozess ist der Schlüssel zum Phänomen. Das wegverdampfte Wasser trägt keine Energie zum Eis-Bildungsprozess bei. Daher ist der gesamte Wärmeinhalt des Systems, das wir einfrieren, niedriger als bei einer vergleichbaren Menge an kaltem Wasser. Konkret bedeutet das: Am Ende des Einfrierprozesses steht weniger Wasser zur Verfügung, um zu Eis zu kristallisieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Die anfängliche Erwärmung des Wassers im Gefrierprozess führt zwar zu einer schnelleren Gefriergeschwindigkeit. Die parallel ablaufende Verdampfung führt jedoch zu einem Verlust an Wasser und damit an der Gesamtmöglichkeit, Eis zu bilden. Somit entsteht bei gleichem Volumen am Ende weniger Eis. Der Effekt ist vergleichbar mit dem, der auftritt, wenn man ein Wasserglas mit einem Deckel in den Gefrierschrank stellt.

Dieser Prozess zeigt die komplexen Wechselwirkungen zwischen Wärme, Verdampfung und Phasenübergängen. Er ist ein spannendes Beispiel dafür, wie physikalische Prinzipien unser Verständnis der Natur beeinflussen.