Arbeitsblatt: Infotext Warum schwimmt Eis oben auf

Warum schwimmen Eiswürfel in einem Getränk immer oben? Eis ist gefrorenes Wasser (Zustandsform «fest»). Flüssiges Wasser gefriert bei 0 Grad Celsius. Eis ist leichter als Wasser. Deshalb schwimmt Eis immer oben! Übrigens ist das für die Natur sehr wichtig: Auch in Seen und Flüssen oder im Meer schwimmt das Eis immer oben. So können die Fische im Wasser unter dem Eis überleben. Das Eis wirkt als Schutz gegen die Kälte der Luft. Deshalb frieren Seen nur selten bis auf den Grund zu. Wäschetrocknen aus wissenschaftlicher Sicht Wer nicht auf einen Trockner zurückgreifen kann oder will und einen Garten oder Balkon besitzt, wird seine Wäsche vermutlich dort auf die Leine hängen. Gemeinhin denkt man, dass Wäsche umso besser trocknet, je wärmer und trockener die Umgebungsluft ist. Doch trocknet die Wäsche wirklich nur dann? Die erfahrenen Hausfrauen und -männer werden jetzt schmunzeln, denn sie wissen, dass die Wäsche auch bei Minustemperaturen trocken wird und das nicht einmal unbedingt deutlich langsamer als bei Plusgraden. Betrachten wir das Ganze einmal aus wissenschaftlicher Sicht: Hängt man seine nasse Wäsche bei zum Beispiel 20 C draussen auf, verdunsten die in der Wäsche enthaltenen Wassertröpfchen nach und nach. Für die Verdunstung, also für den Übergang von Wasser in Wasserdampf, wird Energie benötigt. Diese wird der Umgebungsluft entzogen, wodurch sich diese abkühlt. Man spricht hierbei auch von der sogenannten Verdunstungskälte. Dieser Effekt dürfte vielen vom Duschen bekannt sein. Trocknet man sich danach nicht sofort ab, empfindet man die Luft um sich herum als deutlich kühler als vor dem Betreten der Dusche. Je höher die Temperatur der Umgebungsluft ist, desto grösser ist auch ihre Energie, die der nassen Wäsche hinzugefügtwerden kann, wodurch letztere in der Folge umso schneller trocknet. Mit Windunterstützung wird der Verdunstungsvorgang noch zusätzlich beschleunigt. Ein weiterer wichtiger meteorologischer Parameter in diesem Zusammenhang ist die relative Feuchte der Luft. Sie beschreibt das prozentuale Verhältnis aus dem momentan in der Luft enthaltenen Wasserdampf und der Wasserdampfmenge, die die Luft unter den momentanen meteorologischen Bedingungen maximal aufnehmen könnte. Bei einer relativen Luftfeuchte von 0 befindet sich kein Wasserdampf in der Luft, bei 100 kann die Luft dagegen keinen weiteren Wasserdampfmehr aufnehmen. In der Meteorologie spricht man auch davon, dass die Luft dann gesättigt ist. Als Konsequenz kondensiert der überschüssige Wasserdampf und es bilden sich Wolken oder Nebel. Übertragen wir das auf unsere Wäsche, so gilt: Je grösser die relative Luftfeuchte, desto weniger Wasserdampf kann von der Umgebungsluft aufgenommen werden und desto langsamer trocknet die Wäsche. Anders ausgedrückt: Bei einer relativen Luftfeuchte von 100 %, also z.B. beiRegen oder Nebel, wird die Wäsche nicht trocknen, egal wie lang sie auf der Leine hängt. Doch was ist nun mit dem Wäschetrocknen bei Frost? Wie bitte soll dasdenn funktionieren? Das Zauberwort hierbei lautet Sublimation (Erklärung folgt). Bei negativen Temperaturen passiert mit der Wäsche zunächst genau das Gegenteil wie bei Plusgraden: Das Wasser in der Wäsche gefriert. Würde man nun die gefrorene Wäsche ins Haus tragen und dort aufhängen, so würde das Eis zunächst wieder in Wasser und danach in Wasserdampf übergehen. Lässt man die Eis-Wäsche aber draussen bei Minustemperaturen hängen, so geht das Eis direkt in Wasserdampf über, oder anders ausgedrückt: Es sublimiert. Die Wäsche ist danach natürlich kälter als bei einer warmen Trocknung, aber das Ergebnis ist dasselbe: Sie ist trocken. Allerdings gilt auch hier, dass die Wäsche umso schlechter trocknet, je grösser die relative Luftfeuchte ist. Über Nacht sollte man seine Wäsche aber besser im Haus aufhängen. Normalerweise sinkt nämlich nachts die Temperatur im Freien, sodass die Luft weniger Wasserdampf aufnehmen kann und somit die relative Luftfeuchte zunimmt. Damit würde die Wäsche entsprechend länger zum Trocknen brauchen. Fazit: Ob bei 20 C oder -20 C, solange die relative Luftfeuchte nicht zu hoch ist, trocknet die Wäsche ohne Probleme.