Warum wird aus Wasser Eis?

Wenn im Winter die Temperaturen sinken, müssen morgens die Scheiben des Autos freigekratzt werden, weil sich eine dünne Eisschicht gebildet hat. Auch die Pfützen und Seen beginnen irgendwann zuzufrieren. Wie kommt das?

Kinderfragen

Von Warum!-Redaktion, 18.12.2017 0 Kommentare

Wasser besteht aus winzigen Teilchen, den Wassermolekülen, die sich bei warmen Temperaturen sehr viel bewegen. Deshalb ist Wasser flüssig. Je kälter es wird, desto langsamer werden die Bewegungen der Wasserteilchen. Ist es null Grad und kälter, werden die Moleküle starr – aus dem flüssigen Wasser wird festes Eis.

Das Verhalten der Wassermoleküle kann man sich vorstellen wie die Fänger beim Kettenfangen: Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom – so als würde beim Fangen ein Mädchen zwei Jungen an den Händen halten, um eine Kette zu bilden.

Befindet sich Wasser in einem flüssigen Zustand, dann rennen die Fänger, also die Moleküle, schnell umher und fangen andere Mitspieler. Sobald sich eine etwas längere Kette bildet, wird sie auch schon wieder geteilt. Die Fänger sind ständig in Bewegung. Die Wassermoleküle gehen also nur kurze Verbindungen ein und lösen sich schnell wieder – das Wasser ist flüssig.

Bei niedrigen Temperaturen wird es den Fängern aber zu kalt, und sie rennen nicht mehr umher, sondern bleiben still stehen und halten sich sehr fest an den Händen. Die Wassermoleküle bilden stabile Verbindungen – das Wasser gefriert.

Nicht zu früh aufs Eis!

Viele Gemeinden geben ihre Seen frei, wenn die Eisdecke mindestens 15 Zentimeter dick ist. Dafür muss es länger als eine Woche kälter als minus 5 Grad Celsius gewesen sein. Trotzdem ist das Betreten einer Eisfläche immer gefährlich!
Trügerisch ist Schnee auf dem Eis: Er kühlt das Eis nicht, sondern isoliert es gegen die kalte Luft. Das Gewässer friert also langsamer zu. Besonders aufpassen muss man auch unter Brücken oder überhängenden Bäumen.
Vorsicht bei fließenden Gewässern: Dort ist Sauerstoff im Eis eingeschlossen, was es porös und damit brüchiger macht. Eine Luftschicht unter der Eisdecke kann die Tragfähigkeit zusätzlich beeinträchtigen.