Hallo,
ich hab mich neulich mit einem Bekannten über den Gefrierpunkt von Wasser unterhalten. Er sagt, normales (hartes) Leitungswasser gefriert erst bei ca. -8°C.
Jetzt meine Frage: Warum gefriert es nicht bei 0°C und was genau ist dafür verantwortlich?
Danke
MAX
Hallo Max!
Da hat er Dir aber schön einen Bären aufgebunden!!
Er verwechselt das vielleicht mit dem Frost im Boden. Daß erst bei einem Dauerfrost von -8° die Leitungen dichtfrieren könnten.
Aber auch das wäre nicht richtig, da das Leitungswasser immer/meistens fließt oder nicht zur Ruhe kommt.
Gruß Werner
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ich hab mich neulich mit einem Bekannten über den Gefrierpunkt
von Wasser unterhalten. Er sagt, normales (hartes)
Leitungswasser gefriert erst bei ca. -8°C.
Da gibt es drei Möglichkeiten:
1.) Möglicherweise meint er unterkühlte Schmelzen. Unter bestimmten Bedingungen kann man Wasser tatsächlich weit unter seinen Gefrierpunkt abkühlen, ohne daß es erstarrt. Das liegt daran, daß das Erstarren durch zwei Prozesse bestimmt wird, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ablaufen. Der erste Prozeß ist die Keimbildung. Darunter versteht man die Bildung kleiner Kristalle, die gewöhlich recht langsam verläuft. Der Zweite Prozeß ist das Keimwachstum. Darunter versteht man die Anlagerung von Teilchen aus der Flüssigkeit an die bereits vorhandenen Kristalle. Dieser Prozeß läuft so schnell, daß er meist nur durch die Abführung der frei werdenen Wärme begrenzt wird.
Wenn man nun durch geeignete Bedingungen dafür sorgt, daß keine Kristallkeime vorhanden sind (z.B. durch sehr saubere und glatte Gefäßwände) und zudem verhindert, daß sich welche bilden (z.B. indem man die Flüssigkeit nicht bewegt), so kann es sein, daß die Flüssigkeit zwar erstarren „will“, weil sie unter ihren Schmelzpunkt abgekühlt wurde, es aber nicht kann, weil keine Kristalle vorhanden sind, an die sich die Teilchen der Flüssigkeit anlagern können. Wenn man eine unterkühlte Schmelze mit einem Kristallkeim impft, dann erstarrt sie allerdings augenblicklich.
2.) Es könnte aber auch die Druckabhängigkeit des Schmelzpunktes gemeint sein. Dank seiner Dichteanomalie sinkt der Schmelzpunkt des Wassers mit steigendem Druck. Dies hat zum einen zur Folge, daß wir Schlittschuh laufen können, weil das bereits gefrorene Wasser unter dem Druck der Kufen schmilzt, aber es bewirkt auch, daß Wasser, welches in einem Gefäß unter hohem Druck steht erst bei viel tieferen Temperaturen erstarrt. In der TV-Sendung „Knoff-Hoff“ wurde dazu ein beeindruckendes Experiment vorgeführt, indem Wasser in Glasflasschen unter hohem Druck auf -6°C abgekühlt wurde, wobei es zunächst flüssig bliebt. Als die Flaschen dann geöffnet wurden stieg der Schmelzpunkt wegen des geringeren Druckes wieder auf 0°C und man konnte sehen, wie das Wasser innerhalb weniger Sekungen erstarrte.
Dieser Effekt könnte sich auch in unterirdischen Wasserleitungen bemerkbar machen, da diese unter dem statischen Druck der Wassersäule bis zum Hahn stehen. Wenn man den Hahn allerdings öffnet und das unter 0°C abgekühlte Wasser nach oben steigt müßte die Leitung sofort einfrieren.
3.) Am wahrscheinlichsten ist aber, daß er sich einfach geirrt hat. Ich könnte mir auch vorstellen woraus der Irrtum resultiert. Wasser hat eine krypskopische Konstante von 1,858 K*kg/mol, was bedeutet, daß sich der Schmelzpunkt von einem Liter Wasser um ein Kelvin verringert, wenn man ein Mol eines beliebigen Stoffes darin löst. Damit der Schmelzpunkt um 8K sinkt müßte man bespielsweise 4,3 mol Magnesium- oder Kalziumsalze darin lösen, was der astronomischen Wasserhärte von über 3300°dH entspricht. Tatsächlich liegt die Härte von hartem Leitungswasser aber im bereich von 3 bis 4 °dH, was einer Gefriertemperaturerniedrgung von 0,008K entspricht. Vermutlich hat Dein Bekannter einfach Kelvin und Millikelvin verwechselt.
Der Gefrierpunkt von 0°C bezieht sich auf reines (destilliertes Wasser). Wenn du z. B. Kochsalz im Wasser löst ändert sich der Gefrierpunkt ebenfalls.
mfg
Martin
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Hallo Martin!
Das ist dann eine Sole, die auch in der Kühltechnik benutzt wird, hat dann aber mit „Wasser“ nichts mehr zu tun!
Gruß Werner
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