Kann mir das ein Physiker mal erklären???

[dieguzzidieputzi]

Gestern schaue ich in unseren Garten und sehe unsere komplett eingefrorene Teichschale mit den Schwimmkerzen und Schwimmlichtern.

Dabei stelle ich fest:

Schwimmkerzen (Wachs) gehen im Eis unter
Glasschalen schwimmen auf dem Eis weiter
Hohlgeblasene Schwimmkörper bauen Eistürme

Warum?

[VirginWood]

Das liegt an der kalten Temp. draussen

[dieguzzidieputzi]

Zitat von VirginWood

Das liegt an der kalten Temp. draussen

. . .

[rascala17fm]

1. Dichte von Wachs.
2. Oberflächenvergrößerung und Wärmeleitfähigkeit.
3. Eure Sommerparty gin eindeutig zu lang.

Carsten

[Akki]

Hätteste eher mit rein nehmen sollen...

[dieguzzidieputzi]

Alles richtig, aber warum hat sich unter dem Schwimmleuchter am linken Rand ein fast 10 cm hoher Eisturm gebildet, das will mir nicht in den Kopf.

Die Schale stand unterm Gartentisch unter unserer Pergola und hat keinen Regen oder sonstiges abbekommen, ist eben nur eingefroren.

Wir haben da auch nicht dran rumgefummelt, der Eisturm ist von ganz alleine entstanden.

[nixbart]

Virgin World hat's getroffen ! Es liegt an der Temperatur.

Wasser verändert bei geringen Temperaturen seine Dichte. Knapp vor dem Gefrieren ist die Dichte 0.918 kg/qdm.
Wachs hat eine Diche von 0,965 kg/qdm und geht demnach in 0 Grad kaltem Wasser unter.
Wenn Wasser nur geringfügig wärmer wird ist die Dichte schon bei einigen Zehntel Grad über Null bei 0,99984 kg/qdm also fast 1 kg/qdm. Somit schwimmt das leichtere Wachs !

[VirginWood]

Zitat von nixbart

Virgin World hat's getroffen ! Es liegt an der Temperatur.

Wasser verändert bei geringen Temperaturen seine Dichte. Knapp vor dem Gefrieren ist die Dichte 0.918 kg/qdm.
Wachs hat eine Diche von 0,965 kg/qdm und geht demnach in 0 Grad kaltem Wasser unter.
Wenn Wasser nur geringfügig wärmer wird ist die Dichte schon bei einigen Zehntel Grad über Null bei 0,99984 kg/qdm also fast 1 kg/qdm. Somit schwimmt das leichtere Wachs !

boh....Bart ab...ähhhh...Hut ab
ich dachte schon, du hättest dich verabschiedet...

[B.Hallier]

Also die Schale mit dem Turm muss doch der kälteste Ort in der Schale gewesen, der Ort, wo es zuerst zu frieren angefangen hat.

Eis bildet sich, schwimmt auf und die nächste Schicht bildet sich. Der Rest muss noch Wasser gewesen sein.

Ist nur ne Vermutung...

[nixbart]

Der Eisdom ist entstanden weil die hoch über dem Eis stehende Schale einen gewissen Druck auf das darunter liegende Eis ausübt. Eis schmiltz bei Druck (kennen wir doch von Schlittschuh) und bei nicht ganz so tiefen Temperaturen z.B. am Tag entsteht so etwas Schmelzwasser was wiederum durch den Druck der Schale am Rand der Schale nach oben gedrückt wird. begünstigt durch die kapilarwirkung. Dort oben angekommen gefriert es dann wieder !

[dieguzzidieputzi]

Zitat von nixbart

Der Eisdom ist entstanden weil die hoch über dem Eis stehende Schale einen gewissen Druck auf das darunter liegende Eis ausübt. Eis schmiltz bei Druck (kennen wir doch von Schlittschuh) und bei nicht ganz so tiefen Temperaturen z.B. am Tag entsteht so etwas Schmelzwasser was wiederum durch den Druck der Schale am Rand der Schale nach oben gedrückt wird. begünstigt durch die kapilarwirkung. Dort oben angekommen gefriert es dann wieder !

Funktioniert das mit allem? Würden Boote, wenn sie bis runter zum Kiel einfrieren auch auf solchen Eisdomen parken?

[nixbart]

Wenn das Eis vollständig unten rum langt und kein Antrieb im Eis das Boot unten hält dann scheint das der Fall zu sein. easy-xqr

[jannie]

Zitat von nixbart

Virgin World hat's getroffen ! Es liegt an der Temperatur.

Wasser verändert bei geringen Temperaturen seine Dichte. Knapp vor dem Gefrieren ist die Dichte 0.918 kg/qdm.
Wachs hat eine Diche von 0,965 kg/qdm und geht demnach in 0 Grad kaltem Wasser unter.
Wenn Wasser nur geringfügig wärmer wird ist die Dichte schon bei einigen Zehntel Grad über Null bei 0,99984 kg/qdm also fast 1 kg/qdm. Somit schwimmt das leichtere Wachs !

Moin,
klingt gut, in Wirklichkeit ist das mal wieder etwas anders und komplizierter. Aber lies einfach mal selbst, hier ne brauchbare Übersicht:
http://ganter.chemie.uni-dortmund.de..._CHIUZ2005.pdf
gruesse
Hanse

[nixbart]

Zitat von jannie

Aber lies einfach mal selbst, hier ne brauchbare Übersicht:

@Hanse:
Und wo erklären die 12 Seiten den Effekt mit dem Wachs ? Hab nicht die Lust das alles genausestens durch zu lesen. Vielleicht erklärst du das mal, dann lernen wir alle was dazu.



@Stefan:
Ich glaube nicht das Boote wirklich hoch gehoben werden. Ich könnte mir eher vorstellen das das Eis an den Seiten des Bootes hoch wächst, dabei das Boot aber nicht angehoben wird sondern immer wieder soweit einige zehntel Millimeter absinkt bis es durch seinen eigenen Auftrieb wieder im Wasser zwischen Eis und Rumpf "schwimmt". D.h. es wird in mehrere meterdickem Eis immer tiefer einsinken was aber durch den Eigenauftrieb und dadurch, das ab einer gewissen Tiefe sicher die Temperatur zu niedrig ist als das dann noch geringe Mengen Schmelzwasser entstehen könnten, verhindert wird.

[team_shetland]

Das mit den Teelichtern und der Dichte ist ja bereits geklärt. Mit der Schale denke ich, dass es nur an der Form liegt, ist doch nach unten konisch, oder sieht das auf dem Foto nur so aus?
Wenn die Schale nach unten hin konisch ist und das Wasser um sie herum friert wird sie angehoben da sich das gefrierende Wasser ausdehnt.

[dieguzzidieputzi]

Zitat von team_shetland

Das mit den Teelichtern und der Dichte ist ja bereits geklärt. Mit der Schale denke ich, dass es nur an der Form liegt, ist doch nach unten konisch, oder sieht das auf dem Foto nur so aus?
Wenn die Schale nach unten hin konisch ist und das Wasser um sie herum friert wird sie angehoben da sich das gefrierende Wasser ausdehnt.

Naja, es taut ja gerade, da konnte ich die Schalen mal anheben.



Alle schalen liegen normal im Eis, nur unter der großen hat sich dieser Dom gebildet. Die Form der kleineren ist bis auf die Größe identisch.

[jannie]

Zitat von nixbart

@Hanse:
Und wo erklären die 12 Seiten den Effekt mit dem Wachs ? Hab nicht die Lust das alles genausestens durch zu lesen. ................

Moin,
dann fang mal ganz vorne an: Abbildung a) auf der zweiten Seite zeigt die Dichte von flüssigem Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur. Runde Zahlen: bei 4°C 1000 kg/m³, bei -10° 997 kg/m³ (Ja, man kann Wasser unterkühlen). Und bei null Grad gibt es keine gewaltigen Sprünge nach unten auf 918 kg/m³ (das ist der wert von festem Wasser, auch als Eis bekannt). Sowas macht Mutter Natur nicht. Und bei dem von Dir angenommenen Dichteunterschied müssten die Schwimmkerzen ja auch ganz abgesoffen sein. Wenn Du genau hinschaust, sind sie das aber nicht, sie "schwimmen" knapp unter der Oberfläche der zugefrorenen Schüssel. Nanu??

Mal abgesehen davon, das ich die genaue Dichte von den Schwimmkerzen in der Schüssel nicht kenne, weil ich nicht weiss, wie die zusammengesetzt sind, schätze ich die eher bei 900 kg/m³ (Paraffine), die würden sonst bei der Form auch kaum noch rausgucken. Deine Dichteangabe kenne ich nur für Bienenwachs.

Wie gehts nun weiter? Problem 1: ist die Schüssel (wie ein tiefer Baggersee) von oben zugefroren, weil unten das dichtere Wasser mit 4°C war. Schwer zu sagen, wenn da auch noch ein Tisch drüber stand, war die Wärmeabfuhr über die Oberfläche evt. nicht so viel grösser, als über die Schüsselwände. Und war es windig? Konnte sich da überhaupt eine Schichtung ausbilden? Kann also sein, wenn Du bis hierhin zustimmst, das das Wasser auch von unten und den Seiten gefroren ist.
Aber nehmen wir mal Fall 1: es friert von oben zu. Da bildet sich um die wenig herausschauende Schwimmkerze eine dünne, aber langsam expandierende Eisschicht(wegen der Volumenzunahme des Eises). Die Kerze schwimmt aber erst mal weiter auf dem Wasser. Das wird nun mit fortschreitenden Frost langsam weniger und das Eis mehr. Dumm für die Schwimmkerze, die kann wegen ihrer Dichte nur auf dem flüssigen Wasser schwimmen und sinkt (die Form erlaubt das ja im Gegensatz zu den Glasschüsseln) langsam tiefer, oder besser gesagt, das Eis wächst weiter und schiebt sich drüber.
Nette Hypothese, nur glaube ich nicht so recht daran, weil die Schwimmkerzen dann ja auch am Ende auf dem Rest des Wassers ganz unten landen sollten. Tun sie aber nicht. Also Fall 2: die Schüssel friert zu einem gewissen Ausmass auch von den Seiten und von unten zu, dann fehlt wohl nach einiger Zeit die Schwimmgrundlage. Könnte passen.

Deine Erklärung war jedenfalls viel einfacher, aber leider nicht richtig. Sorry. So, nun darfst Du wieder. Lustiges Thema.
gruesse
Hanse
Wenn es wieder friert, am besten nochmal probieren und alle zwei h ein Foto von Stefan (war nicht ganz ernst gemeint). Versuch macht kluch.

[naut]

Zitat von nixbart

Wenn das Eis vollständig unten rum langt und kein Antrieb im Eis das Boot unten hält dann scheint das der Fall zu sein. easy-xqr

Ich finde, das sieht eher nach jemandem aus, der seinen Rumpf vor den extrem niedrigen Außentemperaturen schützen möchte und deswegen eine Menge Schnee drumherum aufgehäuft hat.

Gruß,
Ulrich

[1WO]

Hallo..

Was noch verblüffend ist: Im Sommer gibts das Eisturmphänomen überhaupt nicht....

Grüße Andi

[mue]

türlich gibs das auch im Sommer! Schau mal an einen Softeisstand vorbei!