Der Winter ist die Zeit von Schnee und Eis. Doch das sind nicht die einzigen Wasserphänomene, die wir im Winter beobachten können. Dafür ist das Zusammentreffen von physikalischen Faktoren verantwortlich, denn Wasser hat insgesamt 67 Anomalien. Beispielsweise ist gasförmiges Wasser eines der leichtesten Gase. Im flüssigen Zustand hat es aber eine unerwartet hohe Dichte und als Feststoff eine sehr niedrige, was dazu führt, dass Eis auf Wasser schwimmt. Hier ein paar Beispiele, wo ihr diese Anomalien in eurem Winter-Alltag beobachten könnt:

Die Wärmflasche – unser Freund und Helfer

Flüssiges Wasser hat einen enorm hohen Energiegehalt. Mit anderen Worten: Das Aufheizen erfordert erheblich mehr Energie als bei anderen Flüssigkeiten. Umgekehrt gibt Wasser die gespeicherte Wärme auch nur langsam ab, erkaltet also weniger schnell. Diese Eigenschaften machen wir uns im Winter bei der Wärmflasche zunutze.

Wie eine Wärmflasche wirken auch die Ozeane mit ihren gewaltigen Wassermassen: Auf Änderungen der Lufttemperatur reagiert ihr Wärmehaushalt nur träge und mit großer Verzögerung. Der Übergang zwischen den verschiedenen Aggregatzuständen – also das Schmelzen und das Verdunsten – erfordert noch größere Wärmemengen. Durch die hohen Umwandlungsenergien von fest zu flüssig und von flüssig zu gasförmig trägt Wasser in vielfältiger Weise zur Pufferung und Regulierung der Erdtemperatur bei.

Beschlagene Fensterscheiben

Vor allem in den Wintermonaten bilden sich auf den Fensterrahmen oft kleine Wassertropfen. Der physikalische Grund dahinter: Obwohl Wasser erst bei 100 Grad siedet, so ist es auch bei niedrigeren Temperaturen stets in der Luft als Wasserdampf vorhanden. Trifft nun die warme und feuchte Luft auf einen kalten Gegenstand wie beispielsweise auf eine schlecht isolierte Fensterscheibe, kühlt sie ab und verliert einen Teil ihrer Feuchtigkeit. Das gasförmige Wasser wird wieder flüssig. Die Folge ist ein beschlagenes Fenster.

Verschiedene Formen von Eiskristallen

Wenn in den Wolken winzig kleine Wassertropfen gefrieren und sich an so genannten Kondensationskernen wie Staub- oder Russpartikel in der Luft anlagern, entstehen Eiskristalle. Auf der Reise durch die Wolke friert immer mehr Wasserdampf am Eiskristall fest, sodass sich mit der Zeit ein Schneestern bildet. Diese Schneesterne können verschiedene Formen annehmen, vom einfachen Plättchen oder Prisma bis hin zur Vielfalt der Sterne. Das Grundmuster eines Eiskristalls ist ein sechseckiger Stern. Bei der Formgebung spielt die Temperatur eine entscheidende Rolle: Während sich bei tiefen Temperaturen Plättchen oder Prismen ausbilden, entstehen bei höheren Temperaturen sechsarmige Sterne, deren Formen an Blumen erinnern.

Eislaufen auf natürlichen Gewässern

Wasser gefriert zu Eis, wenn die Temperaturen auf null Grad Celsius sinken. Wenn Wasser gefriert, bilden sich winzige Eiskristalle. Erst wenn sich viele Kristalle zusammenschließen, ist eine Eisschicht erkennbar. Um auf einem See oder Fluss eislaufen zu können, muss eine dicke Eisschicht vorhanden sein. Denn unter der Eisschicht lauert meist noch kaltes Wasser.

Das ist eine weitere Anomalie des Wassers. Denn praktisch alle anderen bekannten Stoffe sind im festen Zustand schwerer als im flüssigen – beim Wasser ist es umgekehrt. Für die Tragfähigkeit der Eisschicht gelten folgende Faustregeln: Damit eine Person gefrorene Gewässer betreten kann, muss das Eis mindestens 8 cm dick sein. Für eine Gruppe muss mindestens 10 cm Eisschicht vorhanden sein. Es ist jedoch immer Vorsicht geboten, denn eine hundertprozentige Sicherheit ist bei realistischen Bedingungen in der Natur niemals gegeben. Um Unfälle zu vermeiden ist es wichtig, dass keine unkontrollierten Gewässer betreten werden.

Hier findest du weitere Infos und schöne Plätze zum Natureislaufen!