Warum bildet sich Eis immer oben auf den Gewässern?

Winterzeit…. Schnee, Frost und Eis sind in aller Munde und beschäftigen die Menschen nicht nur in Deutschland. Autofahrer fluchen, die anderen freuts, dass man Ski fahren kann und die Kinder toben sich mit dem Schlitten aus oder beim Eislaufen.

Eislaufen? Ja…aber warum ist das Eis auf einer Pfütze oder einem See eigentlich immer oben. Und nicht kreuz und quer im Wasser verteilt? Und warum schwimmen meine Eiswürfel im Whisky-Cola oben?

Das ist für alle Normal, aber warum ist das eigentlich so?

Nun, jedes Element hat ein spezifisches Gewicht. Eigentlich jeder weiß, dass ein Liter Wasser auch ein Kilo wiegt. Das ist das spezifische Gewicht. Nun hat Wasser aber eine Eigenart, die sonst kein anderes Element hat:

Wasser ist bei 4 Grad am schwersten. Kühlt man es weiter ab, wird es leichter, erwärmt man es, wird es auch leichter!

Dazu schauen wir uns mal ein paar Grafiken an und beginnen mit einem schönen Sommertag am See:

See2

So ziemlich jeder war schon mal in einem See schwimmen im Sommer. Vor allem im Mai oder Juni merkt man, dass beim raus schwimmen das Wasser an den Füßen deutlich kälter ist, wenn man diese mal hängen lässt. Um das zu verstehen schaut man sich das spezifische Gewicht von 1000 Litern Wasser in der Grafik oben mal an. Wie schon erwähnt, ist 4 Grad kaltes Wasser am schwersten. Daher sinkt es zu Boden bei einem Gewicht von 999, 97 Kilogramm pro 1000 Liter Wasser. Wärmeres Wasser ist aber leichter und ist deshalb an der Oberfläche des Sees zu finden, weil es aufsteigt. Man kann sehen, dass das 20 Grad warme Wasser rund 1,8 Kilogramm leichter ist pro 1000 Liter. Das ist nicht viel, reicht aber um das wärmere Wasser an der Oberfläche zu halten.

Schauen wir uns nun die gleiche Situation im tiefsten Winter an:

See3

Auch im Winter ist 4 Grad kaltes Wasser am schwersten. Wie ich oben schon schrieb, hat aber Wasser die Eigenart, leichter zu werden, wenn es sich weiter dem Gefrierpunkt nähert. Nun steigt das kältere Wasser an die Oberfläche, da es etwas leichter ist, als das 4 Grad kalte Tiefenwasser. Wird aus dem Wasser bei Frost dann Eis, so ändert sich das spezifische Gewicht drastisch. 1000 Liter Eis wiegen dann nur noch 918 Kilogramm und schwimmen daher auf dem schwereren noch flüssigen Wasser!

Generell kann man sagen, dass alles was schwere ist als Wasser sinkt, während alles was leichter ist schwimmt. Eis ist also leichter vom spezifischen Gewicht als Wasser und schwimmt daher auf den Pfützen und Seen. Und warum bildet sich zuerst an den Rändern des Sees Eis und nicht in der Mitte? Ganz einfach: Weil die flacheren Uferzonen schneller auskühlen und sich deswegen auch schneller Eis bilden kann, als in der tieferen Mitte des Sees.

Ich hoffe, dass ich ein wenig Licht ins Eis-Dunkle bringen konnte und nun weiß auch jeder, warum Eiswürfel im Drink schwimmen 😉

Glückauf aus Bochum


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2 Kommentare

  1. Klaus-Günter Albrecht 12. Januar 2016
    • Andreas 14. Januar 2016

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