flüssiges Wasser kälter als 0°C - ist das möglich?

Hallo,

kann flüssiges Wasser unter irgendwelchen Umständen (spez. Druck oder so) kälter als 0°C werden und dabei flüssig bleiben?
Habe nämlich mal von jemandem im Urlaub gehört, dass er im Wildbach (oder so) ja nicht aussteigen solle, weil das Wasser -7°C hat…
Außerdem soll ein See an der tiefsten Stelle -4°C haben…

Bitte klärt mich diesbezüglich auf.

Danke

Ajo

Sers

ALso, die tiefste Stelle eines Gewässers hat in der Regel 4° C, hat die Natur so eingerichtet (sonst täten ja die lieben FIschlein erfrieren)

Ob Wasser auch unter 0°C flüssig sein kann weiß ich spontan nicht

Mfg
Rainer

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hallo!

„Wie man seit einigen Jahren weiß, kann Wasser unter bestimmten Bedingungen auch noch im Temperaturbereich zwischen 0° C und -44° C flüssig bleiben. Solches Wasser nennt man »unterkühltes« (supercooled) Wasser.“

weitere interessante fakten unter: http://homepages.compuserve.de/abswer/leben/wasser_a…

gruß

Salz
Hi,

spontan fällt mir dazu ein, dass im Wasser gelöste Stoffe wie z.B. Salz(e) den Gefrierpunkt nach unten schieben können. Deshalb streut man das ja auch im Winter.

Auf den Wildbach passt das natürlich nicht.

J~

Hi Ajo

kann flüssiges Wasser unter irgendwelchen Umständen (spez.
Druck oder so) kälter als 0°C werden und dabei flüssig
bleiben?

Ja. Bei hohen Drucken z.B. sinkt der Schmelzpunkt. Das hängt damit zusammen, das Wasser bei 4°C seine höchste Dichte hat (eine „Anomalie des Wassers“).
Man kann eine Kristallisation auch anders hemmen (hydrophobe Kapillarröhrchen, u.a.), davon habe ich aber nicht wirklich Ahnung.

Habe nämlich mal von jemandem im Urlaub gehört, dass er im
Wildbach (oder so) ja nicht aussteigen solle, weil das Wasser
-7°C hat…

Da ist unwahrscheinlich, aber 0-1° sind auch schon zu kalt für ein Bad :wink:

Außerdem soll ein See an der tiefsten Stelle -4°C haben…

Wegen der höchsten Dichte bei (+!!!)4°C hat der See dann eher +4°C

Bitte klärt mich diesbezüglich auf.

Guck mal hier, da findest Du ab Seite 6 auch Zustandsdiagramme, die erklärt werden:
http://www.uni-muenster.de/Chemie.ac/lehre/dl-dpl/MM…
Grüße,
Grünblatt

Hallo!

„Wie man seit einigen Jahren weiß, kann Wasser unter
bestimmten Bedingungen auch noch im Temperaturbereich zwischen
0° C und -44° C flüssig bleiben. Solches Wasser nennt man
»unterkühltes« (supercooled) Wasser.“

Beim Eisregen/Blitzeis handelt es sich auch um unterkühltes Wasser, das beim Auftreffen auf den Boden schlagartig gefriert:
http://www.wetterworld.de/foto/02/1213/1213.html

Gruß

Sebastian

Hallo Rainer,

ALso, die tiefste Stelle eines Gewässers hat in der Regel 4°
C, hat die Natur so eingerichtet (sonst täten ja die lieben
FIschlein erfrieren)

eine klare Verwechselung von Ursache und Wirkung. Diese Eigenschaft des Wassers wurde nicht „eingerichtet“ sondern sie besteht schon wesentlich länger als unser Sonnensystem. Die Natur hat sich darauf eingerichtet und profitiert davon und deshalb erfrieren die Fischlein nicht.

Jörg

Hallo,

kann flüssiges Wasser unter irgendwelchen Umständen (spez.
Druck oder so) kälter als 0°C werden und dabei flüssig
bleiben?

Ja, es kann kälter als 0°C werden. Das hängt jedoch nicht vom Druck ab, da man flüssiges Wasser als inkompressibel betrachten kann. Damit es funktioniert muss das Wasser in absoluter Ruhe gehalten werden und langsam abgekühlt werden. Je reiner das Wasser ist, desto besser funktioniert es. Hier kannst du es genau nachlesen:

http://www.kopfball-online.de/arcexp.phtml?kbsec=arc…

Besser könnte ich es auch nicht erklären. Du könntest auch noch unter dem Stichwort: „unterkühltes Wasser“ bei google nachschauen, da wirst du noch mehr finden.

Habe nämlich mal von jemandem im Urlaub gehört, dass er im
Wildbach (oder so) ja nicht aussteigen solle, weil das Wasser
-7°C hat…

Nein, das ist nicht möglich, da sich ein Wildbach wohl kaum unterkühlen lässt. D.h. er wird zwar sehr kalt, jedoch über 0°C sein.

Außerdem soll ein See an der tiefsten Stelle -4°C haben…

Er hat an der tiefsten Stelle +4°C. Das ist die sogenannte Wasseranomalie. Ohne diese Anomalie hätten es Fische wirklich schwer im Winter zu überleben, jedenfalls in der Form wie wir es kennen.

Gruß,

Jules

Ja, es kann kälter als 0°C werden. Das hängt jedoch nicht vom
Druck ab, da man flüssiges Wasser als inkompressibel
betrachten kann.

Hängt natürlich vom Druck ab!
Sieh Dir einfach mal ein Zustandsdiagramm an.
Gerade bei der Anomalie des Wassers (Dichte bei 4°C am höchsten) macht dies hier Sinn.
Natürlich gibt es auch metastabile Zustände mit sehr reinem Wasser, techn. Tricks, Gefrierpunktserniedrigung durch gelöste Stoffe, aber trotzdem: Druck spielt natürlich eine Rolle.
Grüße, Grünblatt

Hallo,

kann flüssiges Wasser unter irgendwelchen Umständen (spez.
Druck oder so) kälter als 0°C werden und dabei flüssig
bleiben?

es kann. es gibt z.b. das phänomen des eisregens. hier ist das wasser flüssig und trotzdem unter 0°C. in kanada hat dieser in den 90ern größte schäden angerichtet.

Habe nämlich mal von jemandem im Urlaub gehört, dass er im
Wildbach (oder so) ja nicht aussteigen solle, weil das Wasser
-7°C hat…
Außerdem soll ein See an der tiefsten Stelle -4°C haben…

ab einer gewissen tiefe, ungefähr 10 Meter hat das Wasser +4°C (nicht -4°C). Das ist der sogenannte Temperatursprung.

Bitte klärt mich diesbezüglich auf.

Danke

Ajo

Kommt darauf an, was man unter Natur versteht. Ich sag halt einfach, Wasserstoffbrückenbindungen (die Ursache für die Wasseranomalie) sind natürlich, also von der Natur eingerichtet.

Mfg
Rainer

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Hallo ajo,

kann flüssiges Wasser unter irgendwelchen Umständen (spez.
Druck oder so) kälter als 0°C werden und dabei flüssig
bleiben?

kann es. es gibt zwei Möglichkeiten:
Zum einen das sog. Unterkühlen. Wenn Wasser langsam, erschütterungsfrei und ohne Kristallisationskeime abgekühlt wird, kann man ettliche ° unter Null abkühlen. Der ‚Weltrekord‘ liegt bei etwa - 40 °C. Wird das System allerdings aus der Ruhe gebracht, gefriert das Wasser schlagartig.
Die andere Möglichkeit ist es Wasser unter starken Druck zu bringen.
Schaut man sich das Zustanddiagramm des Wassers an, sieht man das Wasser einen negativen Druckgradienten hat. Erhöht man den Druck, sinkt der Schmelzpunkt. Das kann man in Hochdruckzellen so weit treiben, das Wasser bis - 90 °C flüssig bleibt.

Habe nämlich mal von jemandem im Urlaub gehört, dass er im
Wildbach (oder so) ja nicht aussteigen solle, weil das Wasser
-7°C hat…

Das halte ich für unwahrscheinlich, höchsten - 0,7 °C könnte ich zur Not glauben

Außerdem soll ein See an der tiefsten Stelle -4°C haben…

Wie schon gesagt; +4 °C sind üblich.

Gandalf

Kommt darauf an, was man unter Natur versteht. Ich sag halt
einfach, Wasserstoffbrückenbindungen (die Ursache für die
Wasseranomalie) sind natürlich, also von der Natur
eingerichtet.

klar, das kann man so definieren, wobei sich allerdings die Frage stellt, ob es überhaupt eine Alternative dazu gegeben hätte oder ob es eine zwingende Folge der Eigenschaften von Energie, Raum und Zeit ist.
Das ändert aber prinzipiell nichts an der Verwechselung von Ursache und Wirkung. Wenn die „Natur“ das mit dem Wasser so eingerichtet hat, dann ganz sicher nicht deshalb weil es etliche milliarden Jahre später auf irgendeinem unbedeutendem blauen Planeten ein paar Viechern das Leben rettet.

Jörg

Hab mir das Zustandsdiagramm nochmal angeschaut. OK, du hast Recht. Bei sinkender Temperatur steigt der Druck deutlich.

http://www.lsbu.ac.uk/water/explan3.html#2Cpt

Ich hätte vorher etwas länger drüber nachdenken sollen. :wink:

Solange die Temperatur konstant ist, kann man natürlich Wasser als inkompressible betrachten.

Gruß,

Jules

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Umgekehrt: Siedeverzug
Hey Ajo,

wie schon von den Kollegen beschrieben: relativ reines Wasser wird in einem glatten Gefäß sehr langsam und erschütterungsfrei abgekühlt ohne zu gefrieren.

Das gleiche funzt auch beim Erhitzen:
relativ reines Wasser wird in einem Gefäß mit gleichmäßiger, glatter Oberfläche langsam erschütterungsfrei erhitzt und kann deutlich über 100 °C im flüssigen Zustand erreichen, diesen Vorgang nennt man Siedeverzug. Wird der geordnete Zustand des überheißen Wassers gestört (Erschütterung) verdampft das Wasser explosionsartig.

Dieses Phänomen läßt sich auch bei anderen Flüssigkeiten beobachten. Um das schlagartige Verdampfen zu vermeiden verwendet man in Labors sog. Siedesteinchen (sehen aus wie größere Katzenstreu-Granulen). Diese Siedesteinchen sind weitgehend inert (die Reaktion nicht beeinflussend) und verhindern den Siedeverzug durch ihre unregelmäßige Oberfläche, die eine regelmäßige Anordnung der H2O-Moleküle stört und außerdem durch eingeschlossene Luftbläschen, die sich bei Erwärmung ausdehnen und aus dem porösen Material austreten, aufsteigen und so das normale Verdampfen initialisieren.

Nach einer Verwendung müssen die Siedesteinchen austrocknen, damit die Flüssigkeit aus den Poren verdunstet und der zweite Effekt wieder wirksam werden kann.

Weiteres Beispiel für Kristallisation bei unveränderter Temperatur nach Initialisierung findet sich in den Taschenwärmern, in denen eine Flüssigkeit mittels Impfkristall „gefriert“ (http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/faqs/faqlist.fpl…)

Grüßken
-R o b.

ich danke euch allen…
Hallo,

ich danke allen für die interessanten Antworten. Kann leider nicht jedem einzeln danken :smile:

Ajo