Ab wann ist der gefrierpunkt
Die elektrische Ladung der Unterlage entscheidet über unterschiedliche Gefrierpunkte von unterkühltem Wasser. Rehovot Israel - Normalerweise erstarrt Wasser bei 0 Grad zu Eis. Doch ohne Störung kann es sogar auf minus 40 Grad abgekühlt werden, ohne fest zu werden. Auch elektrische Felder können das Gefrierverhalten unterkühlten Wassers beeinflussen. Israelische Wissenschaftler berichten nun in der Zeitschrift "Science", dass sogar die Polarität der elektrischen Ladung jener Fläche, auf der ein Wassertropfen liegt, eine wichtige Rolle spielt. Er spielt eine Rolle beim Überleben wechselwarmer Tiere, bei der Kryokonservierung von Zellen und Gewebe, beim Gefrieren von Getreidepflanzen und der Schneeproduktion", nennen David Ehre und seine Kollegen vom Rehovot Institute nur einige Beispiele. Daher untersuchten sie das Erstarren unterkühlten Wassers nun genauer in Abhängigkeit von elektrischen Feldern. Sie entdeckten, dass dieses Elektrofrieren von der Art der Ladung einer Unterlage abhängt. Dazu deponierten sie Wassertropfen auf dünnen Schichten aus Lithiumtantalat und Strontiumtitanat.
Ab wann ist der Gefrierpunkt?
Diese Strukturen bezeichnen die Forscherinnen als "intermediäres Eis" — eben weil sie sich zwischen der von Wasser und Eis bewegen. Um diesen Vorgang auf molekularer Ebene genau beobachten und die exakte Temperatur bestimmen zu können, mussten Molinero und Moore sich allerdings superschneller Computermodelle bedienen, denn ab etwa minus 41 Grad Celsius kristallisiert Eis zu schnell, um verbleibendes Wasser noch messen zu können. Also berechneten sie über Stunden das Verhalten von über 32 Wassermolekülen — die letztendlich kaum mehr als einen winzigen Wassertropfen darstellen. So ist beispielsweise sehr ungewöhnlich, dass Wasser seine höchste Dichte noch im flüssigen Zustand bei rund 4 Grad Celsius aufweist. Die spontane Strukturveränderung hin zur Tetraderform könnte nun möglicherweise auch eine Erklärung für derartige thermodynamische Besonderheiten liefern. Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien. Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston.
| Der Gefrierpunkt von Wasser | Die elektrische Ladung der Unterlage entscheidet über unterschiedliche Gefrierpunkte von unterkühltem Wasser. Rehovot Israel - Normalerweise erstarrt Wasser bei 0 Grad zu Eis. |
| Wie misst man den Gefrierpunkt? | Wasser gefriert längst nicht zwangsläufig ab 0 Grad Celsius zu Eis, wie es gerne vereinfacht vermittelt wird. Die Chemikerinnen Valeria Molinero und Emma Moore von der University of Utah in Salt Lake City haben nun die magische Grenze entdeckt, ab der Wasser sich der Eiswerdung überhaupt nicht mehr entziehen kann: Bei minus 48 Grad Celsius verändert sich seine molekulare Struktur und leitet so den Gefriervorgang zwangsläufig ein. |
Der Gefrierpunkt von Wasser
Der Eispunkt auch Gefrierpunkt [1] des Wassers oder Schmelzpunkt [1] des Wassers ist die Temperatur , bei der luftgesättigtes aber sonst reines flüssiges Wasser unter einem Druck von einer Atmosphäre ,25 hPa sowohl mit seinem Eis als auch mit seinem Dampf im Gleichgewicht steht. Luftgesättigtes aber sonst reines flüssiges Wasser gefriert, wenn seine Temperatur bei einem Druck von ,25 hPa den Eispunkt unterschreitet und keine Unterkühlung das Gefrieren verzögert. Luftgesättigtes aber sonst reines Wassereis schmilzt, wenn seine Temperatur bei diesem Druck den Eispunkt überschreitet. Dasselbe gilt für den Tripelpunkt. Die Tripelpunktstemperatur des Wassers ist jene Temperatur, bei der reines Wasser und reines Eis mit ihrem Dampf unter der Bedingung im Gleichgewicht stehen, dass der Druck in allen drei Phasen gleich dem Sättigungsdampfdruck des Wassers bei dieser Temperatur ist. Es gibt im Druck-Temperatur-Diagramm des reinen Wassers genau einen Punkt, bei dem dieses Gleichgewicht möglich ist, nämlich bei ungefähr ,16 K und Pa.
Wie misst man den Gefrierpunkt?
Yoram Bar-Gal, Haifa Israel [YBG] Prof. Christoph Becker, Trier [CB] Prof. Carl Beierkuhnlein, Rostock [CBe] Prof. Jörg Bendix, Marburg [JB] Dr. Markus Berger, Braunschweig [MB] Prof. Helga Besler, Köln [HBe] Prof. Hans Heinrich Blotevogel, Duisburg [HHB] Dipl. Oliver Bödeker, Köln [OBö] Prof. Hans Böhm, Bonn [HB] Dr. Hans Jürgen Böhmer, München [HJB] Dr. Thomas Breitbach, Köln [TB] Dr. Heinz Peter Brogiato, Leipzig [HPB] Prof. Ernst Brunotte, Köln [EB] Dr. Olaf Bubenzer, Köln [OB] Dipl. Dorothee Bürkle, Köln [DBü] Prof. Detlef Busche, Würzburg [DB] Dr. Tillmann Buttschardt, Karlsruhe [TBu] Dr. Martin Coy, Tübingen [MC] Prof. Ulrich Deil, Freiburg [UD] Prof. Jürgen Deiters, Osnabrück [JD] Dr. Klaus Dodds, London [KD] Prof. Heiner Dürr, Bochum [HD] Dirk Dütemeyer, Essen [DD] PD Dr. Rainer Duttmann, Hannover [RD] Dipl. Susanne Eder, Basel [SE] Dr. Jürgen Ehlers, Hamburg [JE] Dipl. Manfred Eiblmaier, Köln [ME] Dr. Hajo Eicken, Fairbanks USA [HE] Dr. Heinz-Hermann Essen, Hamburg [HHE] Dr. Eberhard Fahrbach, Bremerhaven [EF] Prof.