Wie kalt muss es sein, damit Wasser gefriert?

Wie kalt muss es sein, damit Wasser gefriert?

Wasser gefriert normalerweise bei 0 Grad Celsius (32 Grad Fahrenheit), aber es kann auch bei höheren Temperaturen gefrieren, wenn äußere Faktoren vorhanden sind.

Überkühltes Wasser

Normalerweise friert Wasser, wenn seine Temperatur auf 0 Grad Celsius sinkt. Allerdings kann Wasser, das als “überkühlt” bezeichnet wird, in einem flüssigen Zustand bleiben, selbst wenn seine Temperatur unter 0 Grad Celsius liegt. Dies liegt daran, dass dem Wasser Kristallisationskeime fehlen, die die Bildung von Eiskristallen auslösen.

Überkühltes Wasser ist ein instabiler Zustand. Jede Störung, wie z. B. ein leichter Stoß oder die Zugabe eines Kristallisationskeims, kann dazu führen, dass das Wasser sofort gefriert. Dies wird als spontane Kristallisation oder Eisbildung bezeichnet.

Reines Wasser gefriert bei niedrigeren Temperaturen

Reines Wasser gefriert typischerweise bei einer niedrigeren Temperatur als Wasser, das Verunreinigungen enthält. Verunreinigungen, wie z. B. Salz oder Mineralien, wirken als Kristallisationskeime und erleichtern die Bildung von Eiskristallen.

Unterkühlungstemperaturen

Die Temperatur, bei der überkühltes Wasser gefriert, hängt von der Reinheit des Wassers, der Art der Verunreinigungen und der Größe des Behälters ab. Im Allgemeinen kann reines Wasser bei Temperaturen bis zu -40 Grad Celsius überkühlt werden, während Wasser mit Verunreinigungen bei höheren Temperaturen gefriert.

Praktische Auswirkungen

Das Phänomen der Unterkühlung kann in verschiedenen Bereichen praktische Auswirkungen haben:

• Wolkenbildung: Die Bildung von Wolken erfordert unterkühltes Wasser, da die Luft in großer Höhe deutlich unter 0 Grad Celsius liegen kann.
• Vereisung von Flugzeugen: Die Vereisung von Flugzeugen ist ein Sicherheitsrisiko, da sie die Tragflächenauftriebskraft beeinträchtigen kann. Überkühltes Wasser in Wolken kann sich an den Tragflächen ablagern und gefrieren, was zu Vereisung führt.
• Gefrierpunktdepression: Die Zugabe von Salz oder anderen Stoffen zu Wasser senkt seinen Gefrierpunkt. Dies ist der Grund, warum Salz auf Straßen im Winter gestreut wird, um die Vereisung zu verhindern.