Wasser besteht hauptsächlich aus zwei verschiedenen Atomen. Diese Atome haben eine positive und negative Ladung, die Kräfte erzeugt, die Wassermoleküle zusammenschieben. Die Moleküle in einer Flüssigkeit sind sehr zufällig angeordnet, sodass sie ständig mit nahe gelegenen Molekülen kollidieren. Auf der anderen Seite sind Wassermoleküle in einem Feststoff wie Puzzleteile zusammengepackt.
Dies erleichtert es ihnen, Bindungen miteinander einzugehen, weshalb Wasser Eis bildet, wenn es zu gefrieren beginnt. Um bei Raumtemperatur Eis zu bilden, muss die Konzentration der Wassermoleküle etwa 7% betragen. Aus diesem Grund haben manche Menschen Schwierigkeiten zu glauben, dass sich Eis von selbst bilden kann, wenn Sie Ihr Getränk in den Gefrierschrank stellen.
Wodurch entsteht Eis?
Die Bildung von Eis ist ein Prozess, der bei allen Temperaturen unter 0 Grad Celsius stattfindet. Der Schlüssel zum Verständnis der Ursachen der Eisbildung ist der Unterschied zwischen Einfrieren und Schmelzen. Einfrieren ist, wenn die Moleküle im Wasser zwischen Kollisionen genügend kinetische Energie gewinnen, näher zusammen gepackt werden und stärkere Bindungen bilden. Die Moleküle verlieren ihre individuelle Bewegung und bilden sich zu einer festen Masse.
Schmelzen ist, wenn die kinetische Energie von Kollisionen in Wassermolekülen abnimmt und sie sich gegenseitig entziehen, wenn sie voneinander wegfliegen. Das Ergebnis ist wieder flüssig. Obwohl flüssiges Wasser immer flüssig zu sein scheint, kann es einfrieren, wenn die Moleküle zu konzentriert sind oder wenn die Temperatur unter 0 Grad Celsius fällt.
Die Konzentration von Molekülen in einer Flüssigkeit (7%) beeinflusst, ob sie gefriert Wenn die Konzentration zu niedrig ist, wird flüssiges Wasser zu festem Eis, bevor es Zeit hat, etwas anderes zu tun. Wenn die Konzentrationen hoch genug sind (über 20%), erhalten Sie eine Situation, in der mehr als genug kinetische Energie vorhanden ist, damit alle Moleküle durcheinander geraten und in einem Glas Eistee eine undurchdringliche feste Masse bilden!
Wie lange dauert es, bis das Wasser gefriert?
Es dauert einige Stunden, bis das Wasser gefriert. Die Zeit, die es braucht, hängt von der Außentemperatur ab und davon, wie viel Wasser in der Luft ist. Wenn mehr Wasserdampf in der Luft ist, dauert es länger, bis sich Eis bildet.
Wie bilden sich Regentropfen?
Wenn Sie nachts in den Himmel schauen, sehen Sie möglicherweise ein paar Regentropfen vom Himmel fallen. Regentropfen bilden sich, wenn Wassermoleküle durch Kräfte an der Wasseroberfläche zusammengedrückt werden und dann zu Boden fallen, wo sie gefrieren.
Wenn Regentropfen auf den Boden fallen, hinterlassen sie eine Flüssigkeitsspur, die gefriert, wenn sie auf kältere Luft trifft. Durch dieses Einfrieren entstehen Eiskristalle, die dann zu Schneeflocken oder Hagelkörnern heranwachsen. Der Prozess wird Kondensation genannt.
Um Regentropfen oder Schneeflocken zu erzeugen, müssen sich genügend Wassermoleküle in einem flüssigen Zustand befinden, damit Kollisionen auftreten können. Dies bedeutet, dass Wolken mit Wasserdampf übersättigt werden müssen, bevor der Niederschlag beginnt.
Schlussfolgerung
Die Frage, wie lange es dauert, bis Wasser gefriert, mag einfach erscheinen, aber die Antwort ist nicht immer einfach.
Um Eis zu bilden, muss Wasser unter 0 Grad Celsius abgekühlt werden. Die Kühle des Wassers bestimmt, wie lange es dauert, bis das Wasser gefriert. Bei reinem Wasser wie in einem Bach dauert es etwa vier Stunden, bis das Wasser gefriert. Dies liegt daran, dass reines Wasser keine Verunreinigungen aufweist, die Keimbildungsstellen erzeugen könnten, an denen Wassermoleküle interagieren könnten. Aber mit Salz oder Zucker im Wasser kann es einige Minuten dauern, bis sich das Eis gebildet hat.
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