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Physik

Wasser ist anders: die Anomalie

Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus und hat bei 4 °C seine größte Dichte. Das nennt man Anomalie des Wassers.

  • ca. 10 Minuten
  • Klasse 5
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich kann beschreiben, was die Anomalie des Wassers ist.
  • Ich weiß, warum Eis auf Wasser schwimmt.
  • Ich kann Folgen für Seen und Alltag nennen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Schmelzen, Erstarren, Verdampfen, Kondensieren

Die meisten Stoffe ziehen sich beim Erstarren zusammen. Wasser nicht. Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus. Eis braucht mehr Platz als die gleiche Menge Wasser. Darum schwimmt Eis auf Wasser. Auch im flüssigen Zustand verhält sich Wasser besonders. Die Dichte sagt, wie viel Masse in einem bestimmten Volumen steckt, zum Beispiel in einem Liter. Wasser hat bei 4 °C die größte Dichte. Ein Liter Wasser ist dann am schwersten. Das nennt man Anomalie des Wassers. Folgen: Eine Flasche mit Wasser kann im Gefrierfach platzen. Auf einem See sinkt kaltes Wasser nach unten, bis es 4 °C hat. Dann bildet sich Eis oben. Am Grund bleibt das Wasser etwa 4 °C warm. So überleben Fische im Winter. Auch Gestein wird so gesprengt: Wasser in Felsritzen gefriert, dehnt sich aus und drückt die Ritzen auseinander. Ebenso entstehen im Winter Schäden in Straßen.

Die Anomalie des Wassers.
Temperatur des WassersBesonderheit
unter 4 °C bis 0 °CWasser wird beim Abkühlen wieder etwas leichter und steigt auf
4 °Cgrößte Dichte, am schwersten, sinkt nach unten
0 °C und gefrorenEis braucht mehr Platz, schwimmt oben

Warum der See nicht ganz zufriert

  1. Im Winter kühlt das Wasser an der Oberfläche ab.
  2. Wasser mit 4 °C ist am schwersten und sinkt nach unten.
  3. Kälteres Wasser bleibt oben und gefriert zu Eis.
  4. Die Eisschicht dämmt. Unten bleibt es etwa 4 °C warm.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Wird Wasser zu Eis, braucht es mehr Platz.

Eis ist leichter als die gleiche Menge Wasser.

Darum schwimmt Eis oben.

Ein Beispiel

Beispiel

Im Winter bildet sich auf dem Teich oben eine Eisschicht. Darunter ist das Wasser noch flüssig, so überleben Fische.

Schritt für Schritt

Du erklärst, warum Eis schwimmt.

  1. Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus.
  2. Gleiche Menge, mehr Platz: weniger Dichte.
  3. Weniger Dichte als Wasser.
  4. Darum schwimmt Eis.

Mit einem Bild erklärt

StoffDichteSchwimmt?
Wassergrößer—
Eiskleinerja, auf Wasser

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Warum schwimmt Eis auf Wasser?
Zeig mir den ersten Schritt

Braucht Eis mehr oder weniger Platz als die gleiche Menge Wasser?

Lösung ansehen

Lösung: Eis hat weniger Dichte als Wasser.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Bei welcher Temperatur hat Wasser die größte Dichte?
Zeig mir den ersten Schritt

Schau in die Tabelle: Wo steht „größte Dichte“?

Lösung ansehen

Lösung: 4 °C

Tipp: Fülle keine Flasche randvoll mit Wasser und stelle sie ins Gefrierfach. Das Eis kann sie sprengen. Mit einem Erwachsenen kannst du es mit einem festen Plastikbecher ausprobieren und beobachten.

Merksatz: Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus. Bei 4 °C ist es am dichtesten. Eis schwimmt.

Typischer Fehler: Viele denken, Eis ist schwerer, weil es hart ist. Eis hat aber weniger Dichte als Wasser. Darum schwimmt es.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Was kann mit einer vollen, verschlossenen Wasserflasche im Gefrierfach geschehen?
Lösung ansehen

Lösung: Sie kann platzen.

Frage 2 Auf dem Grund eines tiefen Sees ist es im Winter etwa 4 °C warm.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 3 Warum frieren Seen von oben zu?
Lösung ansehen

Lösung: Kaltes Wasser unter 4 °C bleibt oben und gefriert dort.

Frage 4 Die meisten Stoffe dehnen sich beim Erstarren aus, so wie Wasser.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Geschafft

Wasser ist bei 4 °C am dichtesten. Eis braucht mehr Platz und schwimmt. Darum frieren Seen von oben zu und Fische überleben am Grund.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Schmelzen, Verdampfen, Ausdehnen

Kurz erklärt, 51 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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