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In welchem Zustand gefriert Wasser im Eisfach schneller?
a) Wenn es kohlensäurehaltig ist.
b) Wenn es kalt ist.
c) Wenn es heiß ist.
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In welchem Zustand gefriert Wasser im Eisfach schneller?
a) Wenn es kohlensäurehaltig ist. ❌
b) Wenn es kalt ist. ❌
c) Wenn es heiß ist. ✔️
Kurz-Erklärung: Heißes Wasser gefriert im Eisfach schneller als kaltes Wasser. Bis heute gibt es trotz vieler Versuche keine allgemein akzeptierte Erklärung des sogenannten Mpemba-Effekts. Mögliche Einflussfaktoren sind die schnellere Verdunstung des heißeren Wassers, im Wasser gelöste Gase, die stärkere Konvektion von heißen Flüssigkeiten oder die Temperaturabhängigkeit der Unterkühlung.
Ausführliche Erklärung: Intuitiv würden wir erwarten, dass kaltes Wasser schneller zu Eis wird als heißes. Doch in manchen Situationen ist es genau umgekehrt: Dann gefriert heißes Wasser im Eisfach schneller als kaltes. Dieses überraschende Phänomen heißt Mpemba-Effekt – benannt nach einem tansanischen Schüler, der es in den 1960er-Jahren beim Herstellen von Eis am Stiel beobachtete. Bis heute gibt es dafür keine einheitlich anerkannte Erklärung, obwohl der Effekt in vielen Experimenten nachgewiesen, in anderen aber auch nicht gefunden wurde.
Vermutlich spielen mehrere Faktoren zusammen. Heißes Wasser verdunstet stärker: Es verliert dabei Masse, und eine kleinere Wassermenge kann schneller gefrieren. Außerdem bewegen sich heiße Wassermoleküle intensiver, es entstehen stärkere Strömungen im Gefäß. Diese Konvektion sorgt dafür, dass sich die Temperatur im Wasser gleichmäßiger verteilt. Auch gelöste Gase könnten eine Rolle spielen, weil sie die Bildung von Eiskristallen beeinflussen. Und schließlich kann Wasser unterkühlt werden – es bleibt also flüssig, obwohl es unter null Grad kalt ist. Wie leicht das passiert, hängt ebenfalls von der Ausgangstemperatur und von winzigen Verunreinigungen ab. All das macht den Mpemba-Effekt zu einem faszinierenden Beispiel dafür, dass selbst alltägliche Stoffe wie Wasser uns in der Physik noch Rätsel aufgeben.
