PDF, 2,54 MB - Fachhochschule Düsseldorf

Thermodynamik - Eis hat größeres Volumen als Wasser
Material
Tiefkühlfach
leere Getränkedose oder Tablettenröhrchen
Wasser
Aufbau und Durchführung
Die Dose wird bis an den Rand mit Wasser gefüllt und in das Tiefkühlfach gestellt. Nach
mehreren Stunden sollte das Wasser gefroren sein, und man kann die Dose wieder aus
dem Kühlfach nehmen. Man sieht, wie etwas Eis aus der Dosenöffnung quillt.
Erklärung
Eis hat bei 0°C eine Dichte von 0,917 kg/dm³ Wasser aber 0,9982 kg/dm³30. Im
Tiefkühlfach wird es kaum zu einer Verringerung der Masse auf Grund von Verdampfen
oder Sublimieren kommen, die Masse des Wassers bleibt also unverändert. Demnach
muss sich das Volumen vergrößern, was die ausgetretene Eisschicht an der Dosenöffnung
erklärt.
Wichtig: Der Versuch soll nicht mit einem Glasgefäß durchgeführt werden. Die
Ausdehnung könnte zu Sprüngen oder gar zu Zerstörung des Gefäßes führen. Dieses
Phänomen ist auch an den Frostbrüchen bei Gebäuden und Straßen im Winter schuld.
Robert Schantl, Physikalische Freihandexperimente zur Thermodynamik, Diplomarbeit an der
Naturwissenschaftlichen Fakultät, Karl-Franzens-Universität Graz, Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Gernot
Pottlacher, Institut für Experimentalphysik, Karl-Franzens-Universität Graz, 2007.
http://portal.tugraz.at/pls/portal/docs/page/Files/i5110/files/Forschung/Thermophysik/DA-RobertSchantl.pdf
FH Düsseldorf 2011 http://ifs.mv.fh-duesseldorf.de/fahrradphysik/
87