Besonderes Wasser: Anomalie und Lösungsmittel
Wasser hat bei 4 °C die größte Dichte, deshalb schwimmt Eis. Außerdem löst Wasser viele Stoffe. Beides ist wichtig für das Leben.
Das lernst du heute
- Ich kann die Anomalie des Wassers beschreiben.
- Ich kann erklären, warum Eis schwimmt.
- Ich kann die Bedeutung von Wasser als Lösungsmittel nennen.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Das Teilchenmodell
Die meisten Stoffe werden beim Abkühlen dichter und schwerer pro Volumen. Wasser verhält sich anders. Kühlt man Wasser von 10 °C ab, wird es zunächst dichter und hat bei 4 °C die größte Dichte. Kühlt es weiter ab, dehnt es sich wieder aus. Beim Gefrieren nimmt das Volumen um etwa ein Zehntel zu. Eis hat deshalb eine kleinere Dichte als flüssiges Wasser und schwimmt oben. Man nennt dieses besondere Verhalten die Anomalie des Wassers. Sie ist wichtig: In kalten Wintern gefriert ein See zuerst oben. Die Eisschicht schützt das Wasser darunter. Am Boden bleibt es bei etwa 4 °C, sodass Fische und Pflanzen überleben. Auch Wasserflaschen im Tiefkühlfach können platzen, weil Eis mehr Platz braucht. Wasser ist außerdem ein ausgezeichnetes Lösungsmittel. Es löst Salze, Zucker und viele andere Stoffe sowie Gase wie Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid. In kaltem Wasser löst sich mehr Gas als in warmem. Deshalb haben warme Gewässer weniger gelösten Sauerstoff. Öl löst sich nicht in Wasser.
| Zustand | Dichte in g/cm³ |
|---|---|
| Wasser bei 0 °C | 0,9998 |
| Wasser bei 4 °C | 1,0000 |
| Wasser bei 10 °C | 0,9997 |
| Wasser bei 20 °C | 0,9982 |
| Eis bei 0 °C | ca. 0,92 |
Eine Messreihe planen (beschrieben, mit Erwachsenen)
- Wähle den Temperaturbereich: von etwa 10 °C bis knapp unter 0 °C.
- Wähle Zeitintervalle von 30 Sekunden, damit sich der Verlauf gut erkennen lässt.
- Notiere Temperatur und Zeit in einer Tabelle.
- Zeichne ein Diagramm und beschreibe, wann das Wasser gefriert.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Eis ist leichter als Wasser.
Bei 4 °C ist Wasser am dichtesten.
Wasser löst viele Stoffe.
Ein Beispiel
Im Winter friert ein Teich oben zu. Unter dem Eis schwimmen Fische im Wasser mit etwa 4 °C weiter.
Schritt für Schritt
Wir lesen die Tabelle.
- Suche die größte Dichte in der Tabelle.
- Vergleiche Wasser und Eis.
- Schließe: Welches schwimmt?
- Nenne die Folge für Seen.
Mit einem Bild erklärt
| Temperatur | Dichte |
|---|---|
| 0 °C | 0,9998 |
| 4 °C | 1,0000 (größte) |
| 10 °C | 0,9997 |
Zur Grundlage zurück
- Das Teilchenmodell – Du kennst das Teilchenmodell.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Zeig mir den ersten Schritt
Vergleiche 0,92 und 1,0.
Lösung ansehen
Lösung: Eis hat eine kleinere Dichte als flüssiges Wasser.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Bei welcher Temperatur in °C hat Wasser die größte Dichte? Schreibe nur die Zahl.
Zeig mir den ersten Schritt
Schau in die Tabelle: Wo ist der Wert am größten?
Lösung ansehen
Lösung: 4
Bei 4 °C.
Tipp: Schau in die Tabelle: Die größte Dichte hat flüssiges Wasser bei 4 °C. Eis hat eine kleinere Dichte und schwimmt deshalb.
Merksatz: Anomalie: größte Dichte bei 4 °C, Eis schwimmt. Wasser ist ein gutes Lösungsmittel für Salze, Zucker und Gase.
Typischer Fehler: Viele denken, Eis sei schwerer als Wasser, weil es fest ist. Eis hat aber eine kleinere Dichte.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Unter dem Eis bleibt das Wasser bei etwa 4 °C.
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Lösung: Stimmt nicht
Lösung ansehen
Lösung: Das Volumen nimmt zu.
Lösung ansehen
Lösung: Stimmt nicht
Geschafft
Wasser hat bei 4 °C die größte Dichte. Eis ist leichter als Wasser und schwimmt. Wasser löst viele Stoffe und Gase, in kaltem Wasser mehr Gas als in warmem.
Kannst du das schon?
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