Wie man buchstäblich das Eis bricht

Feldkirch. (etu) Wie viel Volumen braucht gefrorenes Wasser? Was bewirkt Kälte? Und wie blieben fossile Überbleibsel so gut erhalten? Diesen und mehr Fragen ging Nachwuchsforscher Jason Durell auf den Grund.

Warm oder kalt?
Für diesen Versuch brauchst du drei Schälchen, heißes, lauwarmes und eiskaltes Wasser. Fülle ein Schälchen mit heißem, eins mit warmem und eins mit eiskaltem Wasser. Tauche die rechte Hand in heißes, die linke in kaltes Wasser. Nimm dann die Hände nach einigen Minuten wieder heraus, schüttle sie ab und tauche beide sofort in das lauwarme Wasser.

Was passiert?
An der rechten (aufgeheizten) Hand fühlt sich das Wasser kalt, an der linken (abgekühlten) Hand warm an. Von der im Wasser gewärmten Hand fließt Wärme in das lauwarme Wasser. Der Wärmeentzug wird als kalt empfunden. Genau das Gegenteil passiert bei der anderen Hand.

Deformation durch Eis
Für diesen Trick brauchst du zerkleinertes Eis (Crushed Ice) und eine Plastik-Trinkflasche mit Deckel. Fülle das Eis in die Flasche und schraube den Deckel darauf. Schüttle dann die Flasche kräftig, damit die Wände abkühlen. Lege sie mit der Bauchseite auf den Tisch.

Was merkst du?
Die Plastikflasche zieht sich zusammen und verformt sich. Das Eis kühlt die Luft in der Flasche ab. Dadurch zieht sie sich zusammen und nimmt an Volumen ab. Die Luft von außen drückt auf die Wände der Flasche und sorgt so für die Deformation.

Eisberg voraus!
Du benötigst eine kleine Gefrierdose, mit Wasser gefüllt, eine Schüssel, ein Tiefkühlfach, warmes Wasser und einen Filzstift. Setze die Gefrierdose ins Tiefkühlfach und lass das Wasser über Nacht gefrieren. Fülle die Schüssel mit warmem Wasser und markiere den Wasserstand auf der Glaswand mit Filzstift. Hole die Gefrierdose aus dem Tiefkühlfach, löse den Eisklotz (mit etwas heißem Wasser) und setze ihn in der Schüssel ab. Markiere den gestiegenen Wasserstand und warte ab.

Was siehst du?
Der Eisklotz schwimmt zunächst im Wasser, der größte Teil des Eises liegt jedoch unter Wasser. Wenn der Eisklotz im warmen Wasser geschmolzen ist, schwappt das Wasser nicht über die Schüssel. Der Wasserspiegel bleibt gleich. Warum? Eis hat eine geringere Dichte und ein größeres Volumen als Wasser. Nach dem Schmelzen ist die Dichte des Wassers höher, das Volumen geringer als im Eiszustand. Deshalb ändert sich der Wasserpegel nach dem Schmelzen des Eises nicht. Wenn aber Eis im Gebirge schmilzt und ins Tal in Bäche und Flüsse fließt, steigt der Wasserspiegel dort erheblich an.

Tierisch gefroren
Du brauchst ein Plastikgefäß (Partybecher) und eine Plastikfigur. Lege die Figur in das Gefäß und fülle es mit Wasser auf. Stelle das Gefäß über Nacht ins Gefrierfach. Hole den Becher wieder aus dem Gefrierfach und lasse außen etwas warmes Wasser darüber laufen.

Was geschieht?
Das gefrorene Eis lässt sich aus der Form lösen, die Plastikfigur befindet sich im Eisblock. Tiere, die lange Zeit im Eis eingefroren waren, sind oft Tausende von Jahren später noch gut erhalten. Entdeckt man diese bei uns inzwischen längst ausgestorbene Tiere (wie zum Beispiel das Mammut) und befreit sie aus dem Eis, können sie wissenschaftlich untersucht werden.