Phänomen Wasser: Wir nehmen das Element unter die Lupe

Kaum eine Substanz auf der Erde ist so wandlungsfähig wie Wasser: Es gefriert zu Kristallen, wird zu Schnee oder wechselt seine Farbe.

Weshalb schwimmt Eis auf dem Wasser?

Wasser ist in gewisser Weise anomal: Während sich alle anderen Elemente verdichten, wenn sie abkühlen, dehnt sich Wasser aus. Bei 4 Grad Celsius ist das Volumen von Wasser am kleinsten und seine Dichte und sein Gewicht am größten. Sinkt die Wassertemperatur darunter, dehnt sich Wasser erneut aus, die Dichte verringert sich und es wird wieder leichter. Aus diesem Grund hat gefrorenes Eis im wahrsten Sinne des Wortes Oberwasser: Es schwimmt.

Wie wachsen Eisblumen am Fenster?

Kühle Raumluft kann nicht so viel Wasser aufnehmen wie warme Luft. Nachts bei abgedrehter Heizung suchen sich die überschüssigen Wasserteilchen einen Platz am Fenster. Sinkt die Temperatur der Scheibe unter null Grad, gefrieren die Wassermoleküle zu winzigen Eiskristallen. Eine kleine Unebenheit im Fensterglas genügt, damit sich ein Kristall an ihm bildet. Neue Wassermoleküle lagern sich an ihm ab und lassen ihn wachsen: mit Vorliebe symmetrisch in alle Richtungen, bis ein eisiges Kunstwerk entsteht – die Eisblume.

Warum knirscht der Schnee?

Schneeflocken bestehen aus vielen kleinen Kristallen, die sich an ihren verästelten Armen festhalten. Wer auf Schnee tritt, bricht die kristallklaren Ärmchen entzwei: Der Schnee knirscht.

Weshalb erscheint Meerwasser blau?

Schaut man aufs Meer, spiegelt sich der blaue Himmel in der Wasseroberfläche. Aber das Wasser wirkt auch bei dunklen Wolken blau. Verantwortlich ist das Sonnenlicht. Wie ein Regenbogen besteht es aus vielen Farben. Betrachten Menschen ein farbiges Objekt, sehen sie stets nur den Farbanteil des Lichts, den der Gegenstand wieder abstrahlt. Wasser und streut es unter seiner Oberfläche in alle Richtungen. Je größer und tiefer die vom Licht beschienene Wasserfläche, desto blauer erscheint sie. Deshalb sieht Wasser im Glas auch durchsichtig aus, während der Ozean tiefblau wirkt.

Warum gehen Wasserläufer nicht unter?

Wassermoleküle ziehen einander an. Auf der Wasseroberfläche klammern sie sich besonders kräftig aneinander. Hierdurch entsteht die Oberflächenspannung, eine elastische Wasserhaut. Sie kann leichte, flache Gegenstände und Tiere tragen. Büroklammern zum Beispiel – oder Wasserläufer. Letztere haben das Gehen auf dem Wasser perfektioniert: Mit ihren gespreizten Beinen verteilen sie ihr Gewicht optimal und balancieren auf der Wasserhaut. Zwischen ihren Beinhärchen sammeln sich Luftblasen, die zusätzlichen Auftrieb geben. Außerdem putzt sich der Wasserläufer oft und verteilt dabei wasserabweisendes Fett auf seinen Beinen.