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Kategorie: > Wissenschaft > Physik / Chemie
Wie schnell friert 10 kaltes Wasser bei einer Außentemperatu
Gast (Klaus Krista)
(Gast - Daten unbestätigt)

  20.10.2003

Ein Container (ca. 6m) wird mit 10 kaltem Wasser ins Freie gestellt, Außentemperatur ca. -20. Wie lange dauert es ca. bis sich eine Eischichte von ca. 20 cm gebildet hat, bzw. bis das Wasser ganz gefroren ist?? Zusatzfrage: Wo beginnt der Gefriervorgang?



Anzahl der unterhalb stehenden Antworten: 3
Gast (Dietmar Barth)
(Gast - Daten unbestätigt)

  01.11.2003
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Heiner Grimm vom 25.10.2003!  Zum Bezugstext

Hallo Heiner!

Sorry, ich bin von einem geschlossenen Container ausgegangen und nicht von einer "offenen Regentonne". Was ja auch ncoh wichtig ist, ist die Materialart des Behälters. Regentonne aus Kunststoff (die berühmten blauen 200l-Fässer) gefrieren tatsächlich zuerst oben, denn Kunststoff ist ein noch besserer Isolator und - richtig! - der Wärmeabtransport über die Luft ist günstiger.
Anders sieht's aber bei Metall-Containern bzw. geschlossenen Systemem aus. Ein Beispiel: Flasche mit Wasser geschlossen im Gefrierfach (nicht zum Ausprobieren gedacht!!!! - Flasche könnte bersten!!). Da gefriert's tatsächlich zuerst an den Stellen, wo das Wasser Kontakt zum Glas hat.....

Grüße,

Dietmar Barth
Gast (Heiner Grimm)
(Gast - Daten unbestätigt)

  25.10.2003

Hallo,
die Antwort von Dietmar ist größtenteils richtig, nur mit dem Oben-gefrieren hat er sich vertan. Die Wärme kann nämlich oben direkt an die Luft abgegeben werden (die um den Tank herum gar nicht so gut isoliert, weil sie auf Grund der Luftströmumg (Wärmere Luft steigt hoch, kältere fließt nach)), während sie ansonsten nur indirekt über die Tankwand abfließt. Selbst wenn diese aus Aluminium wäre, isoliert sie doch immer noch besser als gar nichts. Außerdem steigt ab 4C abwärts das kältere Wasser nach oben, so dass es nach unten hin wärmer wird. Also: Es friert auch hier von oben zu! Beobachtungen an Regentonnen bestätigen das.

Ausnahme: Der Boden wäre sehr kalt und entzöge über dicke Alu-Wände die Wärme. Das hätte dann aber mit der Luft nicht mehr viel zu tun.

Gruß Heiner
Gast (Dietmar Barth)
(Gast - Daten unbestätigt)

  21.10.2003

Ja aber hallo! Ist das ein Quiz? Also, man müsste die Wärmekapazität von Wasser berücksichtigen (die kann man nachschlagen), dann noch die Isolierfähigkeit des Behälters. Letztere ist unbekannt. Somit wäre das Rätsel nur mit einer entsprechenden Unsicherheit zu lösen, und diesen geistigen Höhenflügen will ich mich heute nicht mehr hingeben. Zusatzfrage: Das Wasser gefriert zuerst an der "Oberfläche", die Kontakt zur Behälterwandung hat (ich gehe mal davon aus, der behälter ist nicht bis zum Überlaufen voll. Und warum gefriert es jetzt nicht "oben" zuerst? Eis schwimmt doch auf Wasser! - Weil Luft ein Isolator ist und der Behälter schneller die Kälte überträgt.
Gruß, Ditemar Barth



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