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Experiment Eis: Frostsprengung und Co.

Birgit Bender

Eiswürfel im Wasserglas
Getty Images


Liebst du den Winter mit Frost und Eis? Oder magst du an warmen Sommertagen gern gekühlte Getränke? Die "coole" Temperatur lässt sich mit Hilfe des Eisfachs und  ein paar Eiswürfeln im Glas erforschen. Und dabei kannst du einige Überraschungen erleben, denn Wasser und sein "Festzustand" Eis haben ganz besondere Eigenschaften.


Du brauchst:

  • Gläser oder Becher
  • Getränke
  • Eiswürfel
  • Plastikflasche
  • Wasser
  • Eisschrank

 

So geht's:

Kleine Eisberge

Kleine Eisberge im Glas
Birgit Bender
Keine Eisberge mehr im Glas
Birgit Bender
Gib ein paar Eiswürfel in ein Glas und fülle es mit einem Getränk deiner Wahl bis zum Rand auf! In diesem randvollen Glas ragt das Eis aus dem Wasser heraus, die Würfel schwimmen auf dem Wasser wie Eisberge im arktischen Meer.

Aber was wird passieren, wenn das Eis schmilzt? Läuft das Wasser dann über?


Du kannst den Wischlappen ruhig liegen lassen, denn es läuft absolut kein Wasser über. Das Eis schwimmt auf dem Getränk, weil es etwas leichter als Wasser ist. Logischerweise geht das geringere Gewicht von Eis mit einem größeren Volumen im Vergleich zum Wasser einher. Beim Schmelzen verringert sich dieses Volumen wieder und das Wasser bleibt im Glas.


Frostsprengung im Eisschrank

Plastik-Flaschen randvoll
Birgit Bender
Plastik-Flaschen eisgekühlt
Birgit Bender
Fülle eine Plastikflasche randvoll mit Wasser, verschließe sie und lege sie in den Eisschrank. Nimm auf keinen Fall eine Glasflasche, sonst gibt es Scherben! Nach einigen Stunden kannst du nach deiner Erfrischung schauen. Mist, die Flasche ist aufgeplatzt und die Erfrischung futsch!


Das hat seine Gründe: Eis ist Wasser in seinem Festzustand. Es besteht aus vielen kleinen Teilchen, so genannten Molekülen. Wenn Wasser bei 0 Grad Celsius zu Eis gefriert, wachsen die Abstände zwischen diesen Molekülen und das Eis dehnt sich aus. Dabei "sprengt" Eis das, was es umgibt, wenn es nicht ausweichen kann. Das funktioniert bei einer Flasche ebenso wie bei Gestein in der Natur. Also leg dein Getränk lieber in den Kühl- als in den Eisschrank, wenn dir nach einer kühlen Erfrischung ist.


Eis will hoch hinaus

Eisberge - riesig und doch leicht
Herbert Funk
Fülle einen Becher mit Wasser und stelle ihn in den Eisschrank. Sieh jede halbe Stunde kurz nach, wie das Wasser zu Eis gefriert! Was kannst du dabei alles beobachten?


Das Wasser gefriert immer von oben nach unten, weil Eis leichter ist als Wasser. Daher bleibt es an der Oberfläche. Aus diesem Grund kannst du auch auf gefrorenen Seen Schlittschuh laufen. Je mehr Wasser gefriert, desto höher ragt das Eis schließlich über den Becherrand hinaus. Das verdeutlicht sehr schön, dass Eis ein größeres Volumen als Wasser hat.


Wasser: Ein besonderer Stoff

Beim Übergang vom flüssigen in den festen Zustand verlieren tatsächlich die meisten Stoffe an Größe. Wie du feststellen konntest, ist das bei Wasser genau umkehrt. Seine Moleküle bestehen aus den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff. Zwischen den Molekülen werden dadurch so genannte "Wasserstoffbrücken" gebildet. Diese sind auch der Grund für die Kristallstruktur von Eis. Dadurch hat es mehr Volumen und ein geringeres spezifisches Gewicht als Wasser.


Du solltest bei diesen Experimenten nur nicht zu viele eisgekühlte Getränke zu dir nehmen. Das könnte dir dein Magen übel nehmen und dich mit Bauchweh strafen.

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