Physik: Friert Wasser in einer Wanne wenn mit Salzwasser gefüllte Flaschen drin schwimmen?
Verfolge gerade auf Facebook eine Diskussion. Inhalt: um streunenden Hunden zu helfen sollte man Wasser bereit stellen, und damit es nicht gefriert soll man leere Flaschen mit Salzwasser füllen und mit in den Behälter oder die Wanne legen. Das würde verhindern dass das Wasser, in der Wanne, gefriert. Das Salzwasser generell später vereist ist ja seit der Schule bekannt, aber warum soll das Wasser in einem Behältnis, welches nicht mit dem Salzwasser in den Flaschen in Berührung kommt, dadurch nicht gefrieren? Macht mir keinen Sinn. Wer kann mir die Antwort geben?
4 Antworten
Weil die mit Salzwasser gefüllte Wasserflasche quasi wie eine Wärmflasche in der Wanne funktioniert.
Sie vereist nicht, somit ist diese Wärmer als die Umgebungstemeratur.
Denk ich mal, korrigiert mich wenn ich falsch lieg
Das Wasser in den Flaschen wird ja nicht aufgewärmt nur weil Salz verhindert dass es friert. Es ist flüssig, aber kalt.
Nein das nicht aber das Wasser in der Flasche ist wärmer als das in der Wanne, da diese Isoliert ist. Somit dauert es länger bis sie gefriert
Frag ich mich auch. Es wird ja nicht wärmer. Es muss nur kälter werden damit es einfriert.
Facebook """"""Diskussion"""""""" halt.
Vielleicht übersehe ich auch nur was und alle Menschen auf Facebook sind Hochbegabt.
Du uebersiehst dass sich die flasche bewegt, damit bleibt ein bereich eisfrei
Im uebrigen friert das wasser dennoch, nur eben wenn das wasser durchgefrohren ist
Nehmen wir mal an, still ruht der See und hat homogen 4°C. Dann hat das Wasser die größte Dichte. Nun wird es kalt. An der Oberfläche kühlt das Wasser unter 4°C ab. Es bleibt aber oben, weil es leichter ist. Es findet keine freie Konvektion statt. Irgendwann hat die Oberfläche 0°C erreicht und beginnt zu frieren. Es bildet sich ein dünner Eisfilm, der sich nach unten hin vergrößert, was aber seine Zeit dauert, da Wasser ein ziemlich schlechter Wärmeleiter ist. Dann kann es am Boden und weit darüber immer noch 4°C sein. Nun kommt die Flasche ins Spiel. Die stellt einen eigenen Wärmespeicher dar und hinkt mit ihrer Temperatur geringfügig dem Teich hinterher, da die Wärme ja auch erstmal durchs Plastik muss und dann das ganze Wasser in der Flasche erwärmen muss. Das führt zu einer Verzögerung und zu einem Temperaturunterschied zwischen Wasser und Flasche. Mag der auch noch so gering sein, treibt er doch eine langsame Konvektion des Wassers an. Und das ist der Trick. Durch die Konvektion muss das gesamte Wasser des Teiches erstmal auf 0°C gebracht werden, bevor es friert und da Wasser enorm viel Wärme speichern kann, dauert das seine Zeit. Dann ist auch schon morgends und die Sonne geht auf.
Bei richtig heftigem Frost nutzt das aber auch nichts mehr, dann frieren auch schwimmende Gegenstände ein. Bei denen ist das Prinzip das selbe. Die Flasche nimmt man, damit das besser aussieht, weil sie keiner sieht und besser wirkt. Salzwasser nimmt man, damit sie etwas schwerer als das Teichwasser ist und nicht auftreibt.
Die stellt einen eigenen Wärmespeicher dar und hinkt mit ihrer
Temperatur geringfügig dem Teich hinterher, da die Wärme ja auch erstmal durchs Plastik muss und dann das ganze Wasser in der Flasche erwärmen muss.
Um die Flasche herum ist es etwas wärmer als 0 Grad, aber wenn es unter 4° ist, bleibt das Wasser dort doch oben. Kann sich dann der Eisfilm nicht schließen?
Das entscheidende ist letztlich, dass sich das Wasser nicht nach seiner Dichte sortiert sondern dass es, wenn auch langsam, immer in Bewegung bleibt. Dadurch bildet sich an der Oberfläche keine dünne Schicht mit 0°, die frieren kann, obwohl der Rest des Wassers noch etwa 4° hat. An der Bewegung liegt es auch, dass z.B. Flüsse nicht so schnell zufrieren wie stehende Gewässer.
Man könnte in den Teich auch ein kleines Windrad setzen, das am unteren Ende einen Rührer hat, der das Wasser in Bewegung hält.
Die absolute Temperatur spielt keine Rolle, entscheidend ist die Differenz zwischen Wasser und Flasche, weil jeder Wärmeübergang zu einer Konvektion führt. Das kalte Wasser, das an die geringfügig wärmere Flaschenwand kommt, wird vielleicht um 0,01°C erwärmt. Das reicht aber schon, dass es nach oben will, weil es leichter ist.
Die flasche allein feuhrt dazu, dass die vereisung spaeter einsetzt .... bewegung der flasche als stichwort ... alternativ kann jeder schwimmfaehige gegenstand genutzt werden
Salzwasser nutzen einige um langfristig zu verhindern, dass die flasche zerkaut wird
Bewegung war auch mein Gedanke, aber die Flaschen bewegen sich nicht, die Wanne steht still.
Das salz in der flasche hat mit dem wasser ausserhalb der flasche nichts zu tun
Selbst salzwasser friert, nur eben spaeter.
Noch mal als gedankenexperiment und sicher in einigen zierteichen bald zu beobachten: Auf eine wasserflaeche wird ein schwimmkoerper gelegt irgend einer .... egal ob holz oder plaste .... das wasser beginnt an der oberflaeche zu frieren, um den schwimmkoerper herum bildet sich kein eis. Wenn das behaeltnis oder der zierteich jedoch anfaengt durchzufrieren, also eis bis an boden kommt, dann ist der efffekt auch dahin.
Du liegst ein wenig falsch
Selbst wenn das wasser in der flasche fluessig bleibt, so hat es dennoch nach einer gewissen zeit, dank temperaturausgleich, die selbe temperatur wie die oberflaeche auf der diese schwimmt, damit hat diese die selbe temperatur wie die umgebung.
Sofern das plast ausser acht laesst, vereist auch beides wasser, die frage ist der gefrierpunkt, der in der flasche nur etwas hoeher liegt.
Dazu kommt, dass wasser von oben nach unten friert, das bedeutet, dass sich dann auch unter der flasche eis befinden kann.
Also: Das salzwasser bewirkt keine exotherme reaktion, die temperatur von wasser in der flasche und der umgebung gleichen sich an, der hoehere gefrierpunkt in der flasche bewirkt, dass was wasser in der flasche spaeter gefriert, ausserhalb bewegt sich wasser und flasche und durch die bewegung und den waermeaustausch mit den tieferen und waermeren schichten bleigt ein bereich um die flasche eisfrei, bis auch dort die temperatur unterschritten ist und alles zufriert