Die Anomalie des Wassers

Die Anomalie des Wassers ist ein rätselhaftes Naturphänomen, das häufig zu beobachten und noch leichter zu erklären ist. Wissenschaftler vermuten, dass der Dipolcharakter des Wassers die Ursach für das Phänomen ist.


Die Anomalie des Wassers ist mittlerweile ein geflügeltes Wort geworden und es gibt kaum jemanden, der den Begriff noch nicht gehört hat. Doch was genau steckt eigentlich dahinter? Anomalie bedeutet soviel wie „Abweichung von der Norm“. Gemeint sind hierbei physikalische und chemische Eigenschaften. Wissenschaftler gehen allgemein hin davon aus, dass alle Elemente und Verbindungen mit Verringerung ihrer Temperatur an Volumen verlieren und sich bei Temperaturerhöhung ausdehnen, so wie es bei Gasen zu beobachten ist. Anders verhält es sich jedoch mit dem Wasser. Die Verbindung aus einem Sauerstoff- und zwei Wasserstoffmolekülen erreicht bei einer Temperatur von vier Grad Celsius seine geringste Ausdehnung. Sinkt seine Temperatur noch weiter, beginnt es erneut sich auszudehnen. Die Ursache der Anomalie des Wassers ist bis heute ungeklärt. Vermutet wird jedoch, dass die Erklärung beim Dipolcharakter des Moleküls zu suchen ist.

Die Folgen der Anomalie
Die Anomalie des Wassers ist auch der Grund, wieso kein Leitungswasser zur Motorenkühlung verwendet werden sollte. Gefriert es, werden die Leitungen gesprengt. Gleiches gilt für Getränke in Gefrierfächern. Doch diese besondere physikalische Eigenschaft des Wassers kann auch sehr nützlich sein, wenn nicht sogar unentbehrlich für einige Tierarten. Die Anomalie des Wassers sorgt dafür, dass Eisschollen an den Oberflächen der Meere treiben. Auch Seen gefrieren nicht komplett, sondern bilden nur eine relativ dünne Eisschicht. Da Eis sich bei selber molarer Masse stärker ausdehnt, als flüssiges H2O, ist es leichter und treibt daher nach oben. Das Wasser am Grunde eines Sees, hat übrigens auch immer eine Temperatur von mindestens, beziehungsweise höchstens vier Grad Celsius.

Weitere anomale Eigenschaften des Wassers
In wissenschaftlichen Kreisen werden auch andere Eigenschaften zur Anomalie des Wassers gezählt. So müsste H2O, wie andere Moleküle seiner Größe normalerweise auch, schon bei hohen Minusgraden verdampfen. Allerdings ist dies erst bei hundert Plusgraden der Fall. Verantwortlich für diesen Teilaspekt der Anomalie ist ebenfalls der Dipolcharakter des Moleküls. Die gegenseitige Anziehung seiner Teilchen wirkt der thermischen Bewegung entgegen. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist daher in all seinen Aggregatzuständen ungewöhnlich hoch. Auf Grund dessen, sind die thermischen Grundannahmen für Wasser nur eingeschränkt gültig.