Wasser kann kühlen - wieso?

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Wenn es kalt genug ist, wird Wasser zu Eis. Es kühlt unsere Getränke im Sommer und zergeht auf unserer Zunge als leckeres Wassereis. Aber wie macht es das eigentlich?

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Stell dir einen Badetag am See vor, die Sonne knallt vom Himmel und der Schweiß läuft von deiner Stirn. Da gibt es nichts Schöneres als ein kühles Getränk - am besten mit Eiswürfeln drin oder ein leckeres Wassereis!

Dass wir unser Getränk so kalt trinken oder das Wassereis genießen können, haben wir dem Wasser zu verdanken, denn es kann gefrieren. Aber wie macht es das eigentlich?

Wieso gefriert Wasser?

Wenn Wasser in der Natur gefriert, hängt es zum Beispiel als Eiszapfen von Dächern oder Geländern. Das besondere an diesem Zustand des Wassers ist, dass sich das Wasser dabei ausdehnt und fest wird.

Eiszapfen hängen vom Dach eines Schuppens. (Foto: picture-alliance / Reportdienste, Picture Alliance)
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Denn die meisten Stoffe ziehen sich eigentlich zusammen, wenn sie kalt werden. Dass Wasser zu Eis wird, liegt an der Struktur und dem Verhalten seiner kleinsten Teile, der Moleküle.

Das Wassermolekül ist aus zwei Wasserstoff-Atomen und einem Sauerstoff-Atom aufgebaut. Zwischen diesen dreiteiligen Wassermolekülen gibt es Kräfte, die sie zusammen ziehen - wie zwei Magnete. Eigentlich würden sie also alle aneinander kleben.

Wenn das Wasser aber warm genug ist, dann bewegen sich die Moleküle: Je wärmer, desto stärker. Das Wasser ist also flüssig, wenn sie sich gerade so stark bewegen, dass sie nicht aneinander haften bleiben - sie gleiten aneinander vorbei.

Wird das Wasser kälter, nimmt die Bewegung der Teilchen ab und sie bleiben aneinander kleben - das aber sehr strukturiert. Sie bilden Kristalle, das sind stabile Strukturen, die das Eis so hart und fest machen. In den Kristallen entstehen winzige Hohlräume, die dafür sorgen, dass sich das Wasser ausdehnt. Deshalb nimmt Eis mehr Raum ein als flüssiges Wasser.

Eisschollen schwimmen auf Elbe-Havel-Kanal (Foto: picture-alliance / Reportdienste, Picture Alliance)
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Da die Hohlräume in den Kristallen mit Luft gefüllt sind, kann das Eis zum Beispiel als Eisscholle auf dem Wasser schwimmen.

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