SWR Warum? Rutschen 4 / 1

Für kalten Saft oder eine eiskalte Limonade sorgt normalerweise der Kühlschrank. Manchmal haben wir es jedoch eilig und legen eine Flasche zum Kühlen einfach ins Gefrierfach. Dort ist es kälter und sie kühlt schneller ab. Doch wehe, wenn man die Flasche dort vergisst.

Wenn Wasser auf 0º C abgekühlt wird, so gefriert es zu Eis. Während die meisten Körper beim Gefrieren kleiner werden, dehnt sich Wasser aus. Daher zerplatzt die Flasche, wenn sie zu lange im Gefrierfach liegt. Physikalisch gesprochen liegt das an der geringeren Dichte von Eis im Vergleich zu Wasser.

Manchmal halten Flaschen zwar den Druck aus und zerplatzen nicht. Die Wahrscheinlichkeit, einen Scherbenhaufen im Eisfach vorzufinden, ist jedoch sehr hoch.

Dass sich Wasser beim Gefrieren ausdehnt, ist nicht nur für das Schnellkühlen von Getränken wichtig. Das ganze Leben auf der Erde hängt davon ab. Wäre Eis dichter als Wasser, so würden etwa die Eisberge nicht auf den Ozeanen schwimmen, sondern auf den Meeresboden sinken.

Schmelzen durch Erwärmung

Wird Eis auf 0º C erwärmt, so beginnt es zu schmelzen und wird flüssig. Um Eis zu schmelzen, muss ihm Wärme zugeführt werden. Meist geschieht das, indem sich Wärme aus der Umgebung auf das Eis überträgt.

Wärme ist eine Form von Energie. Sie kann durch Strahlung oder Kontakt zweier Körper vom warmen zum kalten Körper übertragen werden. In einem Glas Wasser mit Eiswürfeln funktioniert das beispielsweise so: Die Atome der wärmeren Flüssigkeit bewegen sich stärker umher als die im Eis eingefrorenen. Durch Zusammenstöße mit den freier beweglichen Atomen im Wasser beginnen sich die Atome an der Oberfläche des Eiswürfels zu erwärmen. Sie bewegen sich nun auch stärker und das Eis beginnt von außen nach innen zu schmelzen.