Physik verstehen 3, Schulbuch

36 1  Arbeitsheft-Seite 18–19 Die Besonderheiten des Wassers 1. Welche Besonderheit zeigt Wasser im Vergleich zu anderen Flüssigkeiten? „Überlebenswichtig!“ (Abb. 36.1)  E1 Fülle ein hohes 1-Liter-Becherglas zu ​  2  _ 3 ​mit kaltem Leitungswasser. Gib dann so viel Eiswürfel dazu, dass das Becherglas ganz voll ist. Miss nach einigen Minuten immer wieder die Temperatur zwischen den Eiswürfeln und dann am Boden des Glases. Am Boden des Becherglases sammelt sich Wasser mit +4 °C, weil es eine größere Dichte als Wasser mit 0 °C hat. Wassertiere und Wasserpflanzen sind daher in tieferen Gewässern nie vom Einfrieren bedroht. Gewässer beginnen von oben zu frieren, weil das Wasser an der Oberfläche kälter ist. An heißen Sommertagen dagegen ist das Wasser an der Oberfläche eines Sees wärmer als tiefer unten. Wasser hat bei +4 °C seine größte Dichte und sammelt sich daher am Grund des Sees (Abb. 36.4). 2. Welche Anomalie zeigt Wasser beim Erstarren? So verschieden und doch beide fest (Abb. 36.3)  E1, E4 Stelle ein Reagenzglas mit Wachs von geschmolzenen Kerzenstücken (markiere die Füllhöhe mit einem wasserfesten Stift) in ein Becherglas mit kaltem Wasser. Fülle ein zweites Reagenzglas mit gleich viel Wasser (markiere auch hier die Füllhöhe) und stelle es in ein Becherglas mit Kältemischung (3 Teile Eis + 1 Teil Kochsalz). Was kannst du erkennen, wenn beide Flüssigkeiten erstarrt sind? Wenn das Kerzenwachs erstarrt, zieht es sich gut erkennbar zusammen. Wasser dehnt sich dagegen beim Erstarren aus. Durch gefrierendes Wasser können Gefäße und Wasserleitungsrohre platzen. Dringt Wasser in Spalten ein und gefriert, werden Straßenbeläge aufgebrochen (Abb. 36.5 und 36.6) und Felsstücke oder Mauerverputzstücke (Abb. 37.5) abge- sprengt. Eis ist durch seine starke Ausdehnung auch leichter als Wasser und schwimmt. Dieses Verhalten ist anomal, weil andere erstarrende Stoffe wie Kerzenwachs in ihrer Schmelze untergehen. V1 36.1 „Überlebenswichtig!“ 0°C +4°C +8°C +12°C +16°C 36.2 Änderung des Volumens von Wasser bei Erwärmung Infobox: Anomalie bedeutet hier: Abweichung, Besonderheit im Vergleich zu anderen Stoffen Wasser hat bei +4 °C seine größte Dichte ​ (  1 ​  g ___  ​cm​ 3 ​ ​= 1  ​  kg ___  ​dm​ 3 ​ ​  ) ​. M V2 36.3 So verschieden und doch beide fest Wasser dehnt sich beim Erstarren um etwa ​  1  __ 11 ​seines ursprünglichen Volumens aus. Viele andere Stoffe ziehen sich zusammen (zB Wachs). M Winter Sommer 0°C +1°C +2°C +3°C +4°C +20°C +4°C 36.4 Häufige Temperaturverhältnisse in Seen im Winter und im Sommer 36.5 Frostaufbrüche einer Straße Herbst Winter Straßendecke Wasser Eis Schlagloch Frühling 36.6 Die Entstehung von Frostaufbrüchen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv