Wissenschaftler haben Wasser in Nanosekunden in Eis verwandelt, also sehr, sehr schnell. Aber das ist nicht das Interessanteste. Das Eis ist heißer als kochendes Wasser.
Das Experiment wurde in der riesigen Z-Maschine der Sandia National Laboratories durchgeführt, die Temperaturen erzeugt, die heißer sind als die Sonne (ein Rekord hier auf der Erde), und in der die Forscher testen, was wir über die einfachen „Phasen“ aus den Lehrbüchern wissen: fest, flüssig und gasförmig.
„Die drei Phasen des Wassers, wie wir sie kennen – kaltes Eis, Flüssigkeit bei Raumtemperatur und heißer Dampf – sind eigentlich nur ein kleiner Teil des Zustandsrepertoires des Wassers“, sagt Sandia-Forscher Daniel Dolan. „Wenn man Wasser komprimiert, erwärmt es sich normalerweise. Aber unter extremer Kompression ist es für dichtes Wasser einfacher, in die feste Phase überzugehen als die energiereichere flüssige Phase beizubehalten.“
- Auch bei Sandia: Zero to 76,000 mph in a Second
Eis ist seltsam. Die meisten Dinge schrumpfen, wenn sie kalt werden, und nehmen daher als Festkörper weniger Platz ein als als Flüssigkeit. Aber normales Eis nimmt natürlich mehr Platz ein als Wasser. Ein einfaches Experiment, bei dem man eine (vorzugsweise billige) volle Wasserflasche über Nacht ins Gefrierfach stellt, zeigt dies.
Im neuen Experiment schrumpfte das Wasservolumen jedoch „abrupt und diskontinuierlich, was mit der Bildung fast aller bekannten Eisformen außer der gewöhnlichen Art übereinstimmt“, heißt es in einer Erklärung von Sandia vom Donnerstag.
Anscheinend gibt es mindestens 11 weitere Eisarten, von denen die meisten von uns nichts wissen. Sie werden danach klassifiziert, wie sie sich bei bestimmten Temperaturen und Drücken verhalten. Von einer hast du vielleicht schon mal gehört: Unterkühltes Wasser kann unter 32 Grad liegen, ist aber nicht gefroren.
Das Problem ist, dass die Wissenschaftler die Besonderheiten all dieser Zustände nicht kennen. Daher die Sandia-Forschung.
Dolan sagte, die Arbeit „hilft uns, Materialien unter extremen Bedingungen zu verstehen.“
Er war überrascht, wie schnell das Wasser gefror. Er vermutet, dass die schnelle Kompression – etwa das 70.000-fache des normalen Atmosphärendrucks in einem winzigen Bruchteil einer Sekunde – das schnelle Gefrieren verursacht hat. Als der Druck nachließ, schmolz das Eis.
„Offenbar ist es praktisch unmöglich, Wasser bei einem Druck von mehr als 70.000 Atmosphären am Gefrieren zu hindern“, sagte Dolan.
Das ist gut zu wissen, für Menschen, die versuchen, die vielen Rätsel des Wassers zu lösen.
- Warum schwimmen Eisberge?
- H2O oder H1,5O? Wasser-Rätsel gelöst
- Wie Eis schmilzt: Langjähriges Rätsel gelöst
- Warum sind Eiswürfel trüb?
Aktuelles