was ist die anomalie des wassers?

Answer 1

Das, was das Wasser so besonders macht, hat was mit seiner Dichte zu tun.

Wasser hat bei 4°C seine größte Dichte. Dichte bezeichnet das Verhältnis der Masse eines Körpers zu seinem Volumen. im allgemeinen Sprachgebrauch wird Masse oft mit Gewicht gleichgesetzt. So ganz stimmt das allerdings nicht, denn das Gewicht eines Körpers variiert: ein und der selbe Körper wäre unter Wasser oder im Weltall leichter als auf der Erde. Die Masse des Körpers allerdings bleibt immer gleich. Das Volumen bezeichnet den Raum, den dieser Körper einnimmt. Dieser ändert sich mit zunehmender oder sinkender Temperatur. Erhitzt man den Körper, dehnt er sich in den meisten Fällen aus und nimmt mehr Raum ein - dabei nimmt die Dichte ab. Klar - für die gleiche Anzahl Teilchen steht jetzt mehr Raum zur Verfügung. Lässt man den Körper erkalten, schrumpft er zusammen und nimmt weniger Raum ein - dabei nimmt die Dichte zu.

Auch logisch: gleiche Anzahl Teilchen bei kleinerem Raum. So ist das mit fast allen Körpern und Stoffen. Und auch Wasser bildet hier keine Ausnahme- zumindest zum Teil.

Wie bereits erwähnt hat Wasser seine größte Dichte bei 4°C. Darüber hinaus dehnt es sich aus. Allerdings dehnt es sich auch unter 4°C aus! Und genau das ist anormal.

Wenn ein "normaler" Stoff einmal seine größte Dichte erreicht hat, würde diese bei weiter sinkender Temperatur nicht wieder zunehmen. Ein "normaler" Stoff würde sich nicht ausdehnen.

Answer 2

Je kälter etwas wird, desto dichter wird es in der Regel.
Bei Wasser ist es anders. Wasser hat seine höchste Dichte bei ca. 4°C, also wenn es noch flüssig ist.

Answer 3

Alles toll erklärt. Sie ist auch dafür verantwortlich, dass wir hier auf diesem Planeten überleben können.

Answer 4

Bei fallender Temperatur zwischen +4° und 0°C zieht sich das Wasser nicht zusammen wie andere Soffe sondern dehnt sich aus. Das wiederum liegt daran das sich genau in diesem Temperaturbereich die Kristallstruktur von Eis ausbildet, die mehr Platz in Anspruch nimmt als flüssiges Wasser.
Oberhalb und unterhalb dieses Temperaturbereiches verhält sich Wasser wie andere Stoffe auch.

Answer 5

Die "Anomalie des Wassers" ist seine 105°Bindung der Wasserstoffatome an das Sauerstoffatom -- kurz gesagt!

Da muss ich mich dem User "easymichi" anschließen.
Die Anomalie des Wassers besteht keineswegs nur aus der 4°C größten Dichte.
Wasser hat wesentlich mehr Anomalien. Wasser hat Eigenschaften, die es rein physikalisch gar nicht haben dürfte.
Das hängt alles mit dem Molekülaufbau zusammen. Wasser -- H2O -- besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.
Das schwere Sauerstoffatom bindet die beiden leichten Wasserstoffatome aber nicht irgendwie und irgendwo an sich, sondern in einem ganz bestimmten Winkel von 105°.
Diese Anordnung der Wasserstoffatome von 105° zueinander an das Sauerstoffatom ist verantwortlich dafür, das zwei Gase eine Flüssigkeit bilden. Und dafür, dass diese Flüssigkeit sich unter 4°C wieder ausdehnt, nachdem sie sich bis zu 4°C bei der Abkühlung zusammengezogen hat.
Denn diese 105° Anordnung bewirkt, dass unter einer Temperatur von 4°C schlagartig 8er, 16er und größere Aggregate entstehen, die sehr große Hohlraume bilden.
Deswegen schwimmt Eis auch auf Wasser obwohl es im Verhältnis von Gewicht zu Größe eigentlich untergehen müsste.
Siehe ein Eisberg z.B.

Eine völlig andere "Anomalie des Wassers" aber, die bisher schier übersehen wurde, ist bei jeder Feuerwehrübung zu sehen!
Hast Du schonmal drüber nachgedacht, das Wasser auch Feuer löscht, obwohl es dabei eigentlich explodieren müsste???

Lakehurst 1929 lässt grüssen! Der mit hochexplosiven Wasserstoff gefüllte Zeppelin "Hindenburg" legt im Luftschiffhafen "Lakehurst" an. Am Landemast entspringt ein Funken wegen statischer Aufladung.
Der hochexplosive Wasserstoff macht das, was er machen kann. er verbrennt. Expoldieren kann er nur wegen dem Sauerstoff der Luft.
Aus der Lakehurstkatastrophe der "Hindenburg" hat man gelernt und weitere Luftschiffe dann mit nicht brennbarem Helium gefüllt.
Aber war da nicht was mit Wasserstoff und Sauerstoff im Wasser?

Soso, die Feuerwehr löscht also ein Feuer mit der molekularen Verbindung eines hochexpolsiven Gases (Wasserstoff) mit einem die Verbrennung fördenden weiteren Stoff (Sauerstoff). Zusammen auch als Wasser bekannt!
Das ist mein persönliches Highlight in der Reihe der scheinbar unglaublichen "Anomalien des Wassers"!

Hier mal ein paar dieser Anomalien des Wassers auf einen Blick!

-- zwei Gase bilden eine Flüssigkeit
-- breitet sich sowohl bei Erwärmung, als auch bei Abkühlung aus (4°C Anomalie)
-- alles nur möglich wegen der Molekülbindung des Wasserstoffs 105° zueinander an das Sauerstoffatom
-- zwei brennbare Gase löschen Feuer
-- Wasser schützt sich selbst vorm erfrieren

Wie das geht? Egal wie weit unter Null° es auch sein mögen. Das Wasser gefriert an der Oberfläche zu Eis. Eis aber besteht aus großen Aggregaten mit Hohlräumen.
Eis fungiert also wie eine Isolationsschicht, die das flüssige Wasser von der unter Null° kalten Luft abschirmt.
Ein See kann also nicht bis zum Grund zufrieren.
Das Leben im Wasser also nicht aussterben.
Unter dem Eis bleibt Wasser mit einer gleichen Temperatur von 4°C flüssig und die Fische fühlen sich wohl.

Auch das ist ein Grund, warum das Leben im Wasser entstand.
Im Wasser kann Leben weder erfrieren, noch verbrennen!
Und das in einem Stoff, der bei Kälte gefriert und als Gemisch eigentlich hochexplosiv sein sollte.
Es wegen seiner 105° Molekülbindung aber nicht ist.



Und wie gehen wir mit Wasser um???

Answer 6

Bei Normaldruck kristalisiert Wasser von dem acht polymophe Formen Bekannt sind ; hexagonalin einem dem Tridymit vergleichbaren Gitter. Am Schmelzpunkt des Eises bricht diese relativ sperrige Strucktur weitgehend zusammen, die Packungsdichte der H²O-Moleküle erhöt sich, womit ein Dichteanstieg beim Übergang in den flüssige Phase verbunden ist. Doch oberhalb des Schmelzpunktes sind Bruchstückedes Eisgitters erhalten, deren almählicher Abbau mit steigender Temperatur bei gleichzitiger Zunahmeder Wasserbewegung der H²0-Moleküle das Dichtemaximum des Wassers bei 4 Grad C verursacht. Auch im flüssigen Wasser ist eine gewisse Strucktur nachweisbar, dergestalt, dass H²o- Moleküle durch Wasserstoffbrückenbildungen zu größeren, fluktuierenden, an den Sauerstoffatomen tetraedrisch konfigurierten Aggregaten zusammentreten. Diese Dichteanomalie des Wasserhat insbesondere für das biologische Geschehen auf der Erde Wesendliche Konseqenzen. Beim Abkühlen natürlicher Gewässer sinkt das dichtere, kältere Wasser. biszu einer Temp. von 4 Grad C nach unten. Bei weiterer Abkühlung verbleibt das kältere Wasser an der Oberfläche und erstarrt zu Eis, das infolge der beim Gefrieren erfolgenden Volumszunahme Bzw Dichteabnahmeauf dem Flüssigen Wasser schwimmt. Dieser Umstand und die wärmedämmenden Wirkung der Eisschicht verhindert ein Gefrieren tieferer Gewässer bis zum Grund auch bei strengen Frost, was für das Leben in Flüssen und Seen von ausschlaggebender Bedutung ist.
Die Starke Vernetzung der Wasser-Moleküle im festen und flüssigen wasser ist di Ursache der Hohen Schmelz und Verdamfungsenthalpie, die ihrrerseits von wesendlichen Einfluß auf die Klimaverhältnise der Erde sind.

Oder kurzgesagt

Es geht nicht nur darum, dass Wasser bei +4°C die größte Dichte (die kleinste Ausdehnung) hat. Dass der eigentlich wichtigste Stoff der Erde erst durch diese Eigenschaft in einem zugefrorenen See auf Grund der Temperaturschichtung den Fischen das Überleben im Winter ermöglicht, ist dem "Wunder Anomalie" zuzuschreiben. Ein Beispiel für ein fächerübergreifendes Thema der naturwissenschaftlichen Fächer Biologie und Physik (Bedingungen für das Überleben im Winter).

Answer 7

Die meisten haben es ja schon gesagt, die Dichte des Wassers ist bei 4°C angrößten, Seweit ich mich erinnere liegt das an den Wasserstoffbrückenbindungen, die bei einer Temperatur von 4°C ihren kleinsten Spreizwinkel haben. Über und unter dieser Temperatur spreizen sie sich wieder was eine Ausdehnung zur Folge hat.

Answer 8

Interessant ist, dass bei der Frage nach der Anomalie des Wassers immer nur der Sachverhalt der maximalen Dichte bei 4°C erwähnt wird. Tatsächlich aber gibt es nicht nur "die" Anomalie des Wassers, sondern eine Reihe von Anomalien! Was ist eine Anomalie? Einfach gesagt: eine Abweichung vom erwarteten physikalischen Verhalten. Und Wasser hat eine Menge solcher Abweichungen, z. B.

- Wasser hat mit 100°C einen ungewöhnlich hohen Siedepunkt,der nicht in die Reihe der Siedepunkte ähnlicher Wasserstoffverbindungen passt.
- Wasser hat ebenso einen unerwartet hohen Schmelzpunkt von 0°C der auch nicht in die Reiher der Schmelzpunkte ähnlicher Wasserstoffverbindungen passt.

Es gibt viele weiterer Anomalien von Wasser. Einen interessanten englischen Artikel darüber gibt es auf den Seiten der London South Bank University:
http://www.lsbu.ac.uk/water/anmlies.html


Gruss Michael

Answer 9

Die anomalie des Wassers besteht darin, dass es sich nicht wie andere Stoffe, bei Kälte zusammenzieht.
Die größte dichte erreicht es bei 4°C, kühlst du es weiter ab, dehnt es sich wieder aus.
So platzen wasserflaschen, die du ins gefrierfach tust...

Answer 10

Die Anomalie besteht darin, dass es bis ca. 4 ° C spezifisch dichter wird - das wär ja normal für Flüssigkeiten - aber ab da nimmt sie wieder ab. Eis hat also eine geringere Dichte als kaltes Wasser. Es dehnt sich wieder aus und daher auch die Frostschäden. Die Ursache liegt in der ausgeprägten Tendenz, Wasserstoffbrücken zu bilden, die im festen Zustand Hohlräume bilden.