Wann gehen Eiswürfel unter?

Wann sinken Eiswürfel unter?

Im Gegensatz zu den meisten Stoffen, bei denen der feste Zustand dichter als der flüssige ist, hat Eis eine geringere Dichte als Wasser. Aus diesem Grund schwimmen Eiswürfel in Wasser, während z. B. Würfel aus Eisessig aufgrund ihrer höheren Dichte sinken würden.

Diese anomale Eigenschaft von Wasser ist entscheidend für das Leben auf der Erde. Wenn Eis dichter wäre als Wasser, würde es am Boden von Gewässern sinken. Im Winter würde sich das Wasser vom Grund her abkühlen und gefrieren, bis schließlich der gesamte See oder Ozean zu einem massiven Eisblock erstarrt wäre.

Die niedrigere Dichte von Eis ermöglicht es, dass sich an der Oberfläche von Gewässern eine Eisschicht bildet, die den darunter liegenden Teil vor dem Einfrieren schützt. Dies schafft einen Lebensraum für Wasserlebewesen, auch in kalten Klimazonen.

Der Grund für die geringere Dichte von Eis liegt in der einzigartigen molekularen Struktur von Wasser. Wassermoleküle bestehen aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Die Wasserstoffatome bilden mit den beiden freien Elektronenpaaren des Sauerstoffs Wasserstoffbrücken aus. Diese Wasserstoffbrücken verleihen Wasser seine hohe Oberflächenspannung und relativ hohe Dichte.

Wenn Wasser gefriert, bilden sich Wasserstoffbrücken zwischen den Wassermolekülen auf eine Weise, die eine offene, gitterartige Struktur schafft. Diese Struktur hat eine geringere Dichte als die dichtere, kompaktere Struktur von flüssigem Wasser.

Die anomale Eigenschaft von Wasser, sich auszudehnen, wenn es gefriert, hat auch Auswirkungen auf die Verwitterung von Gesteinen. Wenn Wasser in Risse oder Spalten von Gestein eindringt und anschließend gefriert, dehnt es sich aus und übt Druck auf das umgebende Gestein aus. Dieser Druck kann das Gestein brechen und zur Entstehung von Felsbrocken und anderen geologischen Merkmalen führen.