Warum schwimmen Eiswürfel in Cola oben?

Warum schwimmen Eiswürfel in Cola oben?

Wenn man einen Eiswürfel in ein kühles Glas Cola gibt, sinkt er nicht sofort auf den Boden des Glases. Stattdessen schwebt er an der Oberfläche und bleibt dort. Warum geschieht das?

Dichte

Die Antwort liegt in der Dichte. Dichte ist definiert als die Masse eines Objekts pro Volumeneinheit. Eis ist weniger dicht als flüssiges Wasser, was bedeutet, dass ein bestimmtes Eisvolumen weniger wiegt als das gleiche Volumen Wasser.

Gefrierprozess

Wenn Wasser gefriert, bilden sich Eiskristalle, die ein Gitter bilden. Diese Kristalle haben Lücken, die mit Luft gefüllt sind. Diese Luft verringert die Dichte des Eises, wodurch es weniger dicht wird als flüssiges Wasser.

Auftriebskraft

Wenn ein Objekt in eine Flüssigkeit gelegt wird, erfährt es eine Auftriebskraft, die dem Gewicht der Flüssigkeit entspricht, die es verdrängt. Im Fall eines Eiswürfels in Cola verdrängt er ein Volumen an Cola, das genauso schwer ist wie der Eiswürfel selbst. Da der Eiswürfel jedoch weniger dicht ist als die verdrängte Cola, ist die Auftriebskraft größer als das Gewicht des Eiswürfels. Diese zusätzliche Auftriebskraft bewirkt, dass der Eiswürfel an die Oberfläche steigt.

Gleichgewichtspunkt

Wenn die Auftriebskraft und das Gewicht des Eiswürfels gleich sind, erreicht er einen Gleichgewichtspunkt, an dem er an der Oberfläche schwebt. Dieser Gleichgewichtspunkt wird erreicht, wenn sich genügend Eiswürfel aufgelöst haben, um die Auftriebskraft zu verringern und sie dem Gewicht des Eiswürfels auszugleichen.

Faktoren, die die Dichte beeinflussen

Neben der Luft, die im Eis eingeschlossen ist, können auch andere Faktoren die Dichte des Eises beeinflussen:

• Verunreinigungen: Salze und Verunreinigungen können die Dichte des Eises erhöhen und dazu führen, dass es sinkt.
• Temperatur: Wenn Eis schmilzt, nimmt seine Dichte zu, sodass es schließlich sinkt.
• Druck: Unter hohem Druck kann Eis dichter werden und sinken.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Eiswürfel in Cola oben schwimmen, weil sie weniger dicht sind als das umliegende flüssige Wasser. Die geringere Dichte ist auf die Luftblasen zurückzuführen, die im Eis eingeschlossen sind. Diese Luft verringert die Masse des Eises pro Volumeneinheit, wodurch es an der Oberfläche bleibt.