Eiswürfel Physik. Zeichnung, Beschreibung

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Eiswürfelphysik. Wissenschaftliches Kinderlabor

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Geben Sie einen Eiswürfel aus dem Kühlschrank in eine Tasse und füllen Sie diese mit Wasser. Er sinkt nicht. Tatsache ist, dass Wasser beim Gefrieren ein räumliches Gitter bildet, in dem sich die Partikel freier befinden. Das Volumen von Eis ist 10 % größer als das von Wasser.

Oft wird von der „explosiven“ Wirkung von Eis gesprochen. Anders kann man das Phänomen nicht nennen, wenn selbst dickwandige Gusseisenkerne der gewaltigen Kraft des gefrierenden Wassers nicht standhalten können. Zugefrorene Wasserleitungen platzen.

Eiswürfel Physik

Wir laden Sie zum Erleben ein. Nehmen Sie eine Flasche Tinte oder Eau de Cologne. Gießen Sie Wasser hinein. Vergessen Sie nicht, es in die Dose zu legen, die als Sieb für die Bruchstücke dient. Stellen Sie das Ganze über Nacht in den Gefrierschrank oder bringen Sie es bei frostigem Wetter nach draußen. Stellen Sie morgens sicher, dass Sie sich erkältet haben. Man kann nur staunen, mit welcher Kraft das Eis eine starke Blase zerriss. Und es brauchte nur 60 Gramm Wasser!

Wenn das Fläschchen nicht mit einem Deckel verschlossen ist, ist der Effekt etwas anders. Am Hals bildet sich ein Eiseinfluss (siehe Abb. 1) – er zeigt, wie stark sich die Flüssigkeit beim Gefrieren zunächst ausdehnte. Dennoch lässt der entstehende Eispfropfen nicht zu, dass sich das Eis weiter ausdehnt. Die Blase wird platzen.

Gießen Sie etwas Wasser auf ein Küchenbrett. Geben Sie einen Esslöffel auf das Wasser. In einem Löffel - ein Eiswürfel. Streuen Sie eine Prise Salz über das Eis. Die Abkühlung erfolgt recht schnell – sehr bald friert der Löffel fest am Brett ein.

Im nächsten Experiment gefriert das Wasser noch schneller. Tauchen Sie ein Stück Eis in ein Glas Wasser. Ziehen Sie es nun mit einem Streichholz heraus, versuchen Sie nicht, es aufzuheben – alle Versuche werden erfolglos bleiben. Machen Sie es einfacher: Drücken Sie das Streichholz von oben gegen den Eiswürfel im Glas (siehe Abb. 2). Bestreuen Sie nun den Würfel mit Salz. Wir sind sicher, dass Sie den Würfel beim ersten Versuch herausholen werden.

Das Geheimnis liegt darin, dass die Zugabe von Salz zu einer schnellen Abkühlung der Eisoberfläche führt. Und da sich unter dem Streichholz sauberes Wasser befindet, gefriert es schnell und friert fest am Würfel fest.

Kann man Eiswürfel in einer Thermoskanne transportieren? „Und warum nicht“, werden viele antworten. Und sie werden falsch liegen. Es stellt sich heraus, dass es eine einfache Sache ist, Würfel in eine Thermoskanne zu legen. Aber sie zu extrahieren ist eine hoffnungslose Aufgabe. Die Stücke sind miteinander verfestigt und bilden ein zusammenhängendes Stück Eis.

Alles ist einfach erklärt. Das Eis fließt langsam unter dem Einfluss seines Eigengewichts, die Würfel scheinen von selbst zu verschmelzen. Schauen wir mal aus Erfahrung. Nehmen Sie zwei Eiswürfel und drücken Sie sie zusammen. Unter Druck beginnt das Eis bei Temperaturen unter 0 °C zu schmelzen. Zwischen den Stücken bildet sich eine dünne Wasserschicht. Wird der Druck nachgelassen, gefriert das Wasser wieder und die Würfel kleben zusammen. Es wird deutlich, warum Schnee, wenn er mit Gewalt zusammengedrückt wird – sogar in den Händen – zu einem Stück Eis werden kann.

Durch das Eis, das die Oberfläche eines Teichs oder Sees bedeckt, können Sie gefrorene Pflanzen und manchmal auch Fische sehen. Es stellt sich heraus, dass das Eis transparent ist. Aber im Kühlschrank eingefrorene Eiswürfel sind aufgrund der im Leitungswasser gelösten Luftblasen trüb. Wenn Sie abgekochtes Wasser verwenden, wird das Eis transparent wie Glas. Führen wir mit dieser Eigenschaft das folgende Experiment durch. Nehmen Sie ein Gefäß mit gewölbtem Boden. Gießen Sie abgekochtes Wasser hinein und frieren Sie es ein. Sie haben eine Linse hergestellt. An einem sonnigen Tag (siehe Abb. 3) können Sie mit einer Eislinse Feuer machen!

Autor: V. Zavorotov

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