Wie kalt kann Wasser maximal sein?

Wie kalt kann Wasser maximal sein?

Im Gegensatz zum landläufigen Irrglauben kann Wasser deutlich unter seinem Gefrierpunkt von 0 °C abkühlen, ohne zu Eis zu werden. Dieses Phänomen wird als Unterkühlung bezeichnet.

Unterkühltes Wasser: Ein faszinierendes Phänomen

Unterkühltes Wasser ist eine metastabiler Zustand, in dem sich das Wasser in einem flüssigen Zustand befindet, obwohl seine Temperatur unter dem Gefrierpunkt liegt. Dies liegt daran, dass die Kristallisation von Wasser von der Anwesenheit von Kristallisationskeimen abhängt, die als Ausgangspunkte für das Kristallwachstum dienen.

In einem reinen Wasser ohne Kristallisationskeime kann die Temperatur weit unter den Gefrierpunkt sinken, ohne dass sich Eis bildet. Allerdings ist unterkühltes Wasser sehr instabil.

Verhinderung der Phasenumwandlung

Die Phasenumwandlung von Wasser von flüssig zu fest, also die Bildung von Eis, wird durch fehlende Kristallisationskeime verhindert. Ohne diese Keime können sich keine Eiskristalle bilden, und das Wasser bleibt flüssig.

Spontane Eisbildung

Eine minimale Störung, wie z. B. Erschütterungen oder das Hinzufügen eines Kristallisationskeims, kann die spontane Eisbildung auslösen. Sobald sich ein Eiskristall bildet, breitet er sich schnell durch die unterkühlte Flüssigkeit aus und verursacht eine schlagartige Verfestigung.

Praktische Anwendungen

Unterkühltes Wasser findet zahlreiche praktische Anwendungen, darunter:

• Gefrierkonservierung: Durch Unterkühlung von Lebensmitteln können diese länger haltbar gemacht werden, ohne dass sie gefrieren und ihre Textur verliert.
• Wolkenbildung: Unterkühlte Wassertropfen in Wolken können die Bildung von Eispartikeln und letztendlich von Niederschlag ermöglichen.
• Kältetherapie: Unterkühlte Flüssigkeiten werden verwendet, um Entzündungen und Schmerzen zu lindern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wasser maximal bis unter seinen Gefrierpunkt abgekühlt werden kann, ohne dass es gefriert, wenn es unterkühlt ist. Fehlende Kristallisationskeime verhindern die Phasenumwandlung. Allerdings ist unterkühltes Wasser sehr instabil und eine minimale Störung kann die spontane Eisbildung auslösen.