Was ist, wenn Eiswürfel unten schwimmen?

warum sinken eiswürfel auf den Grund des Glases?

Das absurde Verhalten von Flüssigkeiten und gefrorenen Stoffen überrascht viele Beobachter im Alltag. Erfahren Sie hier die physikalischen Ursachen und wissenschaftlichen Hintergründe, warum sinken eiswürfel manchmal unerwartet nach unten statt an der Oberfläche zu treiben.

Was ist, wenn Eiswürfel unten schwimmen?

In normalem Wasser schwimmen Eiswürfel üblicherweise oben, da Eis eine geringere Dichte als flüssiges Wasser aufweist. Wenn eiswürfel schwimmen unten oder in einer Flüssigkeit nach unten sinken bzw. dort verbleiben, liegt das an besonderen physikalischen Eigenschaften der beteiligten Substanzen. Es gibt verschiedene Gründe dafür, warum sich das gewohnte Verhalten von Eis umkehren kann.

Anderes Flüssigkeitssystem wie Öl

In reinem Öl, wie etwa Sonnenblumenöl, ist die Dichte des Öls zunächst höher als die des Eises, weshalb ein gefrorener Würfel an der Oberfläche bleibt. Wenn der eiswürfel in öl schmilzt, sinkt das entstehende Wasser als Tropfen nach unten. Wasser besitzt nämlich eine deutlich höhere Dichte als Öl. Bei anderen Flüssigkeiten oder speziellen Chemikalien wie Eisessig sinken gefrorene Würfel sogar sofort ab, weil sich diese Stoffe beim Festwerden komplett anders verhalten als Wasser.

Schweres Wasser und seine Besonderheiten

Eiswürfel aus sogenanntem schwerem Wasser, wissenschaftlich als Deuteriumoxid oder D2O bezeichnet, besitzen eine spürbar höhere Dichte als normales Leitungswasser. Deshalb gehen solche speziellen Eiswürfel in einem gewöhnlichen Glas mit Leitungswasser sofort unter, anstatt zu schwimmen.

Anhaftende Luftblasen oder schwere Einschlüsse

Manchmal spielen auch Verunreinigungen oder physikalische Einschlüsse eine entscheidende Rolle. Haben sich beim Gefrieren schwere Gegenstände oder dichte Partikel im Eis eingeschlossen, kann das Gesamtgewicht des Objekts so stark ansteigen, dass es den Auftrieb überwindet und untergeht.

Physikalische Hintergründe im Detail

Das Verhalten von Eis in Flüssigkeiten hängt fast ausschließlich vom dichte eis wasser unterschied ab. Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus, wodurch die Dichte von Eis bei etwa 0,92 g/cm3 liegt, während flüssiges Wasser bei rund 1,0 g/cm3 liegt. Sobald dieses Verhältnis durch andere Flüssigkeiten oder Zusätze verändert wird, sinkt das Eis.

Verhalten von Eiswürfeln in verschiedenen Flüssigkeiten

Normales Wasser

• Eiswürfel schwimmen oben an der Oberfläche
• Eis ist leichter als flüssiges Wasser

Reines Öl

• Eis schwimmt anfangs oben, geschmolzenes Wasser sinkt als Tropfen ab
• Öl ist dichter als Eis, aber weniger dicht als Wasser

Schweres Wasser (D2O)

• Eiswürfel sinken in normalem Leitungswasser sofort nach unten
• Eis aus schwerem Wasser hat eine höhere Dichte als normales Wasser

Das Experiment in der Küche

Thomas wollte ein kleines Experiment ausprobieren und gab einen gewöhnlichen Eiswürfel in ein Gefäß mit Sonnenblumenöl, um zu sehen, ob er wie in Wasser schwimmt.

Zunächst blieb der Eiswürfel erwartungsgemäß an der Oberfläche, da gefrorenes Wasser leichter ist als das umgebende Öl.

Nach einigen Minuten bemerkte er jedoch eine Veränderung, als das Eis zu tauen begann und Wassertropfen entstanden.

Die geschmolzenen Wassertropfen sanken plötzlich nach unten durch das Öl hindurch, weil flüssiges Wasser eine höhere Dichte besitzt als das Öl.