Wasser die an-normalste Flüssigkeit der Welt - Weltwassertag

                                                                  


                                                    

Noch immer nicht entschlüsselt:
Wasser die an-normalste Flüssigkeit der Welt

Fest, Flüssig oder gasförmig, chemisch H2O und Spender allen Lebens auf der Erde –
viel mehr, dachte man, ist über Wasser nicht zu sagen.

Neuere Forschungen widerlegen alte Ideen und fördern eine unglaubliche neue Vielseitigkeit und neue Eigenschaften der Flüssigkeit zu Tage.

Wussten Sie dass: Wasser bei – 35Grad flüssig sein kann?
Es je nach Temperatur in zwei komplett unterschiedlichen, flüssigen Aggregatzuständen vorliegt?
Es heiß, schneller zu Eis wird, als kalt?


Spätestens seit den Forschungsergebnissen der letzten Jahre weiß man: Indem wir dem Mysterium Wasser immer mehr auf die Spur kommen, lernen wir uns auch besser selbst kennen.



Heißes Wasser kann schneller gefrieren, als kaltes


Erasto B Mpemba, ein Schüler aus Tansania, führte 1963 ein Kochexperiment durch. Als er Eiscreme zubereitete entdeckte er, dass die heiße Rohmasse schneller einfror, als die gleiche Masse in gekühlter Form.

                            

Unter bestimmten Bedingungen friert heißes Wasser schneller ein, als kaltes.
Dieser „Mpemba-Effekt“ wird gerne dargelegt, um das verrückte Verhalten von Wasser sichtbar zu machen.
1999 führte man in der ARD-Wissenschaftssendung Kopfball live ein Experiment durch, in dem dieser Effekt einleuchtend dargestellt und erklärt wurde. Auch längst von uns gegangene Denker und Wissenschaftler, wussten um diese außergewöhnliche Eigenschaft von Wasser. Einige schrieben sogar darüber wie z.B. Aristoteles, Francis Bacon oder Rene Descartes.





Flüssiges Wasser bei minus 35 Grad möglich


 

Der Mpemba-Effekt ist gar nicht so außergewöhnlich im Vergleich zu manch anderer Entdeckung.
Ihre Logik hält nicht mehr Schritt? Passen Sie auf:

Schon 1724 staunte der deutsche Physiker Daniel Gabriel Fahrenheit nicht schlecht, als minus 9 Grad kaltes Wasser noch immer flüssig war. Heute weiß man sehr wohl von dem Phänomen - Wasser kann weit unter dem Gefrierpunkt als Flüssigkeit weiter bestehen.

Manche Wolken am Himmel beherbergen Tropfen, in denen das Wasser bis zu -35 Grad kalt ist, aber trotzdem flüüsig bleibt. Dieser Effekt lässt sich bei Wasser beobachten, dass sehr sauber ist, also keinen Schmutz aus der Umgebung in sich trägt.


Unter null Grad, formen Wassertropfen wirklich anmutende, herrlich anzuschauende Kristalle.


                  


Ist das Wasser besonderes rein, so nimmt die Zahl der Kristalle ab. „Kleinste Verunreinigungen im Wasser wie Staubpartikel können jedoch die Eiskristallbildung beschleunigen, da sich die Wassermoleküle an diese Partikel anlagern und so schneller einen kristallinen Festkörper bilden“ so Prof. Dr. Udo Buck vom Max-Planck-Institut.
Sind weniger Kristallstrukturen vorhanden, ist das Wasser nicht nur sauberer, sondern es friert auch gemächlicher ein und erstarrt erst weit unter dem Gefrierpunkt.

Es ist schon wirklich außergewöhnlich, wenn Wasser auch weit unter Null Grad, als Flüssigkeit fortbesteht.
 Den tiefsten je gemessenen Wert erbrachte eine Forscherteam um Robert Grisenti vom Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt.

Sie zerstäubten extra gereinigtes Wasser und maßen wie schnell sich die Tröpfchen im Inneren abkühlten.
Im Fachmagazin „ Phyiscal Review Letters“ veröffentlichen sie u.a. ihre Ergebnisse. So gelang es ihnen, flüssiges Wasser bei einer Temperatur von unglaublichen minus 42,5 Grad nachzuweisen.





Hat Wasser gleich zwei flüssige Aggregatzustände?

Auch von Seiten der Oxford University gibt es Erstaunliches zu berichten.
So fand Laura Maestro und Ihre Kolleginnen heraus: Neben fest, gasförmig und flüssig gibt es allen Anschein nach noch mindestens einen weiteren Aggregatzustand.

Während die Wissenschaftler in ihrem Labor experimentierten, staunten sie nicht schlecht, als erwärmtes Wasser bei einer Temperatur von rund 50 Grad urplötzlich gegen aller Erwartungen und naturwissenschaftlichen Normen rebellierte.

Ein weiterer Aggregatzustand?! Wasser könnte laut den Forscher zwei unterschiedlichen flüssige Aggregatzustände haben. Denkbar sei, dass sich Wassermoleküle so verändern – u.a. die Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen - dass zwei Flüssigkeitsphasen des Wassers je nach Temperatur mit komplett unterschiedlichen Merkmalen agieren.



                                     


Ab einer bestimmten Sprungtemperatur, veränderten sich in dem Experiment die Parameter urplötzlich. Zwischen 40 und 60 Grad Celsius, bei normalen Druck, schlugen die Messgeräte plötzlich eine andere Richtung ein.
Die elektrische Leitfähigkeit, der Brechungsindex, die Oberflächenspannung und die Schallduschleitungsgeschwindigkeit, aber auch exotischere Werte wie die Protonen-Spin-Gitter-Relaxation als Werte mit inbegriffen.





Anomalien von Wasser im Alltag


Wir trinken täglich Wasser, wir waschen uns damit, wir verwenden es beim Kochen – irgendwo im Hinterkopf schwirrt auch die Formell H20 herum. Der Chemielehrer hat uns in der Schule eingetrichtert, diese Formel würde uns den echten Charakter von Wasser erklären.


H20 ist in der Tat die Bezeichnung der chemischen Verbindung des durchsichtigen, geruchlosen und so nährenden Lebenselixiers, mit dem wir von allen Seiten in Berührung kommen. Teilt man Wasser in seine chemischen Bestandteile auf, landet man automatisch irgendwann beim Wasser Molekül (H20) als kleinste elementare Einheit. Dieses wird aus 2 Atomen Wasserstoff (H) und einem Atom Sauerstoff (O) zusammengehalten.


Was sind Flüssigkeiten? Wie verhalten sie sich? Im 19. Jahrhundert haben Forscher Flüssigkeiten näher definiert. Wasser dagegen, sprengt den Rahmen einer gewöhnlichen Flüssigkeit.



Wasser ist am dichtesten bei 4 Grad Celsius. Wird es kühler, dehnt es sich aus. Das kann man ganz leicht bei einem kühlen Getränk an einem heißen Sommertag selbst untersuchen. Gibt man Eiswürfel ins Glas, so schwimmen sie oben auf. Die Flüssigkeit ist dichter als das Eis.
Eis schwimmt eben immer auf Wasser. Das ist im Glas so, das ist bei Eisschollen so und auch bei Gletschern. Butter schwimmt nicht auf flüssiger Butter. Genauso wenig Steine auf Lava oder festes Kerzenwachs auf flüssigem Kerzenwachs. Normalerweise gehen Feststoffe unter, wenn sich der unterer Teil davon verflüssigt. Verwandelt sich Wasser zu Eis, dehnt es sich aus und schwimmt auf Wasser.


Wenn Wasser in Felsspalten eindringt und gefriert, bricht selbst härtestes Gestein unter dem Druck der Ausdehnung. Ganze Berge wurden über Äonen zu Wüsten vermahlen. Die Kraft des Wassers ist verzaubernd und erschreckend zu gleich.






In dem wir Wasser entdecken, entdecken wir uns selbst


Wasser ist ein ganz besondere Element. 70 % des Planeten Erde sind Wasser. Nur ein mickriger Rest ist solide.
Auch wir bestehen , im Schnitt, aus der gleichen Menge Wasser.

                                       . Wasser erneuert, reinigt und verjüngt unseren Körper in jedem Moment. Jede einzelne Zelle im Körper enthält DNA, ein großes Molekül, das den Bauplan des gesamten menschlichen Körpers als Erbinformation abgespeichert hat. Jede DNA wiederum ist ummantelt von einer Hülle aus Wasser.


Mit Rund ¾ allen Körperwassers sind die Zellen befüllt. Das restliche Viertel treibt außerhalb der Zellen umher - In Blut- und Lymphgefäßen oder im Raum zwischen den Zellen. Unser Körper ist von innen her sehr feucht. Das ist auch wichtig, damit Nährstoffe optimal aufgenommen oder Gifte ausgeschieden werden, um unsere Zellen gesund zu erhalten.


Deshalb: Unser Verständnis von Wasser hat gerade erst begonnen, Forscher ringen Wasser immer wieder neue Geheimnisse ab. Was vor wenigen Jahren noch als unmöglich galt, ist heute schon eingetragene Wissenschaft.


Innen wie außen: 

Wasser ist nicht gleich Wasser, je mehr wir erkennen wie essentiell, vielseitig und lebendig dieses spezielle Nass ist, desto mehr werden wir verstehen, welches Wasser gut für uns ist und welches nicht.







Quellen:
wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect
inderscienceonline.com/doi/abs/10.1504/IJNT.2016.079670
journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.015501

 

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