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Warum ist kaltes Wasser erfrischender als warmes Wasser?

Warum ist kaltes Wasser erfrischender als warmes Wasser?


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Offensichtlich hat die Temperatur des Wassers keinen Einfluss auf seine chemische Zusammensetzung. Zumindest nicht in den Bereichen, in denen wir es wahrscheinlich trinken. Dennoch ist es deutlich angenehmer und erfrischender, kühles Wasser zu trinken, als lauwarmes oder warmes Wasser zu trinken.

Gibt es tatsächlich einen Unterschied zum Organismus oder ist das nur eine Frage der Wahrnehmung? Ist kaltes Wasser irgendwie effizienter, um eine Zelle zu rehydrieren? Auf jeden Fall wird das Wasser, wenn es die einzelnen Zellen erreicht, sicherlich auf Körpertemperatur erwärmt sein.

Was ist also, wenn überhaupt, der Unterschied zwischen dem Trinken von kaltem und warmem Wasser in Bezug auf seine Wirkung auf den menschlichen (oder anderen tierischen) Körper?

Extra-Bonus für die Erklärung, warum die Geschmack Wasser ändert sich, wenn es kalt ist.


Kurze Antwort: Kälte ist nur dann angenehm, wenn Sie nicht schon frieren und Kälte kann den Durst besser stillen, da sie als Verstärker des "Wasserzulauf-Durchflussmessers" wirkt.


Ist kaltes Wasser schmackhafter als warmes Wasser? Nein, es ist genau umgekehrt, wie in meiner Fußnote beschrieben.

Kälte ist angenehm, wenn der Körper überhitzt und schon gar nicht, wenn man nackt am Nordpol lebt. Überhitzung bedeutet Schwitzen, was bedeutet, dass Sie Wasser verlieren und dadurch schneller durstig werden. Das Trinken von kaltem Wasser rehydriert den Körper jedoch nicht mehr als warmes Wasser und das Trinken von Wasser hat nur einen sehr geringen Einfluss auf die Körpertemperatur. Warum mögen wir es dann?

Tatsächlich wurde eine Studie zu diesem Thema durchgeführt und beantwortet die meisten Ihrer Fragen. Hier die Referenz.

Die Körpertemperatur wird sich tatsächlich nicht ändern.

Kalte Reize, die auf den Mund (innere Oberfläche des Körpers) angewendet werden, scheinen keinen Einfluss auf die Körpertemperatur zu haben und es wird nicht berichtet, dass sie Reflexzittern oder Hautgefäßverengungen verursachen, die die Körpertemperatur beeinflussen.

Wie Sie bereits erwähnt haben, wird die Temperatur des aufgenommenen Wassers hat keinen Einfluss auf die Gesamthydratation des Körpers da die Zellen hauptsächlich über den Blutkreislauf rehydriert werden und die Bluttemperatur nicht beeinflusst wird. Jemand könnte argumentieren, dass kaltes Wasser (über 4 ° C) bei identischen Volumina mehr Moleküle enthält (dh dichter ist) als warmes Wasser, aber dieser Unterschied ist wahrscheinlich sehr gering.

In diesem Papier definieren sie auch "Durst".

Durst ist ein homöostatischer Mechanismus, der die Blutosmolarität reguliert, indem er die Wasseraufnahme einleitet, wenn die Blutosmolarität zunimmt

Das Problem ist, dass es einige Zeit dauert, bis das Wasser den Blutkreislauf erreicht, und Sie daher einen Feedback-Mechanismus benötigen, der Ihnen unabhängig von der Osmolarität des Blutes sagt, dass Sie mit dem Trinken aufhören sollen. Hier könnte Kälte eine Rolle spielen.

Der Kältereiz im Mund durch die Aufnahme von Wasser kann als Sättigungssignal wirken, um die Wasseraufnahme zu messen und eine übermäßige Wasseraufnahme zu verhindern

Das Bild wäre dann folgendes

Im Wesentlichen ist ein Kältegefühl bei warmem Wetter sowohl auf der Haut als auch im Mund angenehm und hilft anscheinend, den Durst zu reduzieren, indem es eine Art Verstärker des "Wasseraufnahme-Durchflussmessers" ist.


Fußnote

Wenn ich die Kommentare lese, möchte ich nur einige Punkte klarstellen.

Die 5 Grundgeschmacksrichtungen (süß, salzig, bitter, sauer und umami) unterscheiden sich stark von Geschmacksempfindungen (Scharf, Weichheit, Kühlen, um nur einige zu nennen). Der Hauptunterschied besteht darin, dass Geschmacks- und „Empfindungs“-Signale völlig unterschiedliche Wege verwenden, um das Gehirn zu erreichen – nämlich den Gesichtsnerv und den Glossopharyngeus für ersteren und den Trigeminusnerv für letzteren.

Beeinflusst die Temperatur die grundlegende Geschmackswahrnehmung? Die Antwort ist ja. Wie dies geschieht, ist ganz einfach, wenn man die grundlegenden Konzepte der molekularen Geschmackswahrnehmung versteht. Im Wesentlichen beeinflusst die Temperatur die Reaktion des Rezeptors TRPM5, der der Hauptakteur bei der Depolarisierung von Geschmacksrezeptorzellen in den Papillen ist. Einfach ausgedrückt, provozieren höhere Temperaturen eine stärkere Geschmackswahrnehmung, und dies betrifft nicht nur den wahrgenommenen Geschmack, sondern verändert wirklich die Amplitude der Reaktion auf molekularer Ebene. So schmeckt beispielsweise Eis nicht gefroren süß, sondern erst, wenn es im Mund oder auf der Zunge geschmolzen ist.


Ich denke, es liegt daran, dass wir in einer warmen/heißen/trockenen Umgebung häufiger durstig sind.
Da fast alle von uns ein Haus mit einem Haushaltsofen haben, der diese warm/trockene Umgebung schafft.

Kaltes Wasser wäre also erfrischender, da es uns auch ein wenig abkühlt.
Ich bezweifle, dass Leute, die auf einer Nordpolexpedition sind, immer noch ein kaltes Getränk einem warmen vorziehen würden.

Dieser Link enthält viele Informationen zu diesem Thema:
http://chestofbooks.com/health/nutrition/Dietetics-4/Temperature-And-Digestion.html


Neben kulturellen Präferenzen und psychologischen Faktoren kann dies eine evolutionäre Grundlage haben.

Das Kochen von Speisen ist eine relativ neue Entwicklung und einzigartig für die Homo spp. Leitung. Es ist sinnvoll, dass die Zunge/der Mund empfindlicher auf kühlere Temperaturen als auf warme Temperaturen reagieren kann, wenn man bedenkt, wie viel sie tatsächlich Sonnenlicht und/oder Gegenständen (bei allen Arten) ausgesetzt ist.

Dies wird möglicherweise durch die Konzentration verschiedener Rezeptorkanäle, TRPV1-4, TRPA1 und TRPM8, unterstützt, die jeweils über verschiedene Temperaturbereiche hinweg empfindlich/aktiviert sind. TRPV3 arbeitet in einem Bereich nahe der Körpertemperatur. und wurde mit der Geschmackswahrnehmung in Verbindung gebracht. Man könnte vermuten, dass im Mund eine größere Konzentration von kälteempfindlichen Kanälen (wie TRPA1 und TRPM8) als von warmen vorhanden ist, sodass Kälte leichter wahrgenommen wird und die Hinzufügung von „Geschmack“-Kanälen (TPRV3) zur Präferenz beitragen kann für kühles Wasser über sagen wir lauwarm/Raumtemp. Wasser. Dieses Denken fällt ins Leere, wenn wir an die Menge an warmen Speisen denken, die wir essen und natürlich schmecken können, zusätzlich zu den vielen Studien, die zur Geschmackswahrnehmung durchgeführt wurden, aber diese gesamte Antwort ist sehr rudimentär.

Ich habe keine Literatur gefunden, die die relativen Anteile der genannten Kanäle detailliert beschreibt, aber dies ist eine interessante Lektüre: http://www.mnf.uni-greifswald.de/fileadmin/Zoologisches_Museum/Hildebrandt/Dokumente/schepers10.pdf


Hier ist eine evolutionäre Erklärung für den Sessel. Fließendes Wasser ist in der Natur eher kalt, während lauwarmes Wasser eher lauwarm ist. Und aus Gründen, die nichts mit der Temperatur zu tun haben, enthält fließendes Wasser tendenziell weniger schädliche Bakterien. Daher hatten unsere Vorfahren, die lieber kaltes als lauwarmes Wasser tranken, einen evolutionären Vorteil gegenüber denen, die das Gegenteil bevorzugten.


Der Organismus als thermodynamische Maschine braucht ein Kühlmittel. Je größer der Temperaturunterschied, desto effizienter kann die thermische Maschine Energie nutzen. Auch bei allen Prozessen im Organismus entsteht überschüssige Wärmeenergie, die abgeführt werden sollte.

So sind kälteres Wasser und Luft angenehm.


7 schockierende Fakten über Trinkwasser kalt vs. Zimmertemperatur

Haben Sie jemals einen Unterschied in Ihrem Gefühl bemerkt, wenn Sie kaltes Wasser im Vergleich zu Wasser mit Raumtemperatur trinken? Wenn nicht, haben Sie wahrscheinlich zumindest eine Vorliebe für das eine oder andere, wenn es darum geht, wonach Sie greifen, wenn Sie durstig sind. Und dafür gibt es mehrere mögliche Gründe.

Der Magen reagiert anders auf kaltes Wasser als auf warmes Wasser, was wiederum die Verdauung beeinträchtigen kann. Die Temperatur des Wassers kann sich laut Experten auch auf Ihren Kreislauf auswirken und sogar zu Kopfschmerzen führen. Wenn es um Flüssigkeitszufuhr geht, ist es jedoch wichtig zu bedenken, dass Wasser Wasser ist, unabhängig von der Temperatur.

"Alles Wasser ist gut", sagt Dr. Jill Blakeway, eine lizenzierte und staatlich geprüfte Ärztin für Akupunktur und chinesische Medizin und Gründerin und klinische Kräuterexpertin bei Yinova, zu Bustle. "Kaltes Wasser ist erfrischend und kühlend. Es ist großartig an einem heißen Tag und eine gute Wahl nach dem Training."

Sie können jedoch die Temperatur wählen, die Ihnen am besten gefällt. "Warmes Wasser zu trinken kann in manchen Fällen besser sein, wo kaltes Wasser auch vorteilhafter sein kann", sagt die registrierte Ernährungsberaterin Vanessa Rissetto zu Bustle. "Es hängt wirklich von Ihren Vorlieben ab und davon, was Sie für richtig halten." Lesen Sie weiter, um mehr Fakten über kaltes Wasser im Vergleich zu Wasser mit Raumtemperatur zu erfahren, so Experten.


Warum wird der Ozean in der Tiefe kälter?

Der große Ozeanförderer bewegt Wasser rund um den Globus. Kaltes, salziges Wasser ist dicht und sinkt auf den Meeresgrund, während warmes Wasser weniger dicht ist und an der Oberfläche verbleibt.

Kaltes Wasser hat eine höhere Dichte als warmes Wasser. Das Wasser wird mit zunehmender Tiefe kälter, weil kaltes, salziges Meerwasser auf den Grund der Ozeanbecken unter dem weniger dichten wärmeren Wasser in der Nähe der Oberfläche absinkt. Das Absinken und Transportieren von kaltem, salzhaltigem Wasser in die Tiefe in Kombination mit der windgetriebenen Strömung von warmem Wasser an der Oberfläche erzeugt ein komplexes Muster der Ozeanzirkulation, das als "globales Förderband" bezeichnet wird.

Im Gegensatz dazu wird die Erde in der Tiefe immer heißer, hauptsächlich weil die Energie des radioaktiven Zerfalls aus dem Kern des Planeten nach außen dringt. Während diese geothermische Energie entlang des Meeresbodens auf das Meerwasser übertragen wird, ist der Effekt so gering, dass er auf direkte Weise nicht messbar ist.

Wieso den? Die tatsächlich erzeugte Wärmemenge pro Quadratmeter Erde ist ziemlich gering, insbesondere im Vergleich zu der Wärmemenge, die erforderlich ist, um den Ozean zu erwärmen. Geothermische Energie, die von der Erde ausgeht, beträgt im Durchschnitt nur etwa ein Zehntel Watt pro Quadratmeter. Bei dieser Geschwindigkeit des Wärmeflusses (ohne Berücksichtigung der Meeresströmungen) würde es weit über ein Jahr dauern, um nur den unteren Meter des Ozeans um ein Grad Celsius zu erwärmen.

Das Meer steht jedoch nicht still. Komplexe tiefe Meeresströmungen, die durch Dichteschwankungen der Temperatur und des Salzgehalts angetrieben werden, ersetzen ständig die untere Schicht des Ozeanwassers durch kälteres Wasser.


Kaltes Wasser

Weisen Sie darauf hin, dass sich die Moleküle des kalten Wassers langsamer bewegen und etwas näher beieinander liegen als das heiße Wasser oder Wasser mit Raumtemperatur. Weisen Sie auch darauf hin, dass beim Abkühlen des Wassers der Wasserstand im Messzylinder leicht sinkt.

In der Animation haben Sie gesehen, dass beim Abkühlen des Wassers der Wasserstand sinkt. Kaltes Wasser hat ein kleineres Volumen, aber die Masse bleibt gleich. Was sagt das über die Dichte von kaltem Wasser aus? Die Schüler sollten verstehen, dass das Volumen abnimmt, wenn die Moleküle beim Abkühlen des Wassers zusammenkommen. Aber die Masse des Wassers ändert sich nicht. Die Schüler sollten erkennen, dass eine Verringerung des Volumens ohne Erhöhung der Masse die Dichte erhöht. Wie erklärt dies, warum kaltes Wasser in Wasser mit Raumtemperatur sinkt? Das dichtere Kaltwasser sinkt in das Wasser mit Raumtemperatur.

Heißes Wasser

Weisen Sie darauf hin, dass sich die Moleküle im heißen Wasser schneller bewegen und etwas weiter auseinander liegen als die Moleküle im Wasser mit Raumtemperatur. Stellen Sie sicher, dass die Schüler bemerken, dass beim Erhitzen des Wassers der Wasserstand im Messzylinder leicht ansteigt.

Erweitern


Beste Zeiten, um warmes oder heißes Wasser zu trinken

Verdauung

Haben Sie sich jemals gefragt, warum die meisten Menschen beim Aufstehen ein heißes Getränk zu sich nehmen? Ja, Koffein hat etwas damit zu tun, aber das ist nicht der einzige Grund. Die ayurvedische Medizin besagt, dass das Trinken von warmem Wasser am Morgen die Verdauung anregt.

Das Trinken von kaltem Wasser zu einer Mahlzeit kann einige Auswirkungen auf den Verdauungsprozess haben. Der Körper benötigt mehr Energie, um kühle Flüssigkeiten und Nahrungsmittel aufzuwärmen, wodurch die Verdauung und Aufnahme länger dauert.(4)

für diejenigen von uns, die unter Verdauungsproblemen leiden, zu wissen!

Weiterführende Literatur: Lesen Sie mehr über die Vorteile des morgendlichen Trinkens von warmem Zitronenwasser.

Entgiftung

Um den Körper von Verunreinigungen zu befreien, ist eine ausreichende Wasseraufnahme von größter Bedeutung. Es wird empfohlen, Wasser mit Raumtemperatur mit einem Spritzer Zitrone zu trinken. (5)

Dies erfordert die geringste Energiemenge, damit Ihr Körper assimilieren kann.

Während einer Entgiftung möchten Sie Ihrem Wasser möglicherweise einige reinigende Zusätze hinzufügen.

Versuchen Sie es mit Gurkenscheiben und frischer Minze oder Apfelscheiben und einer Zimtstange

Hier erfahren Sie, wie Sie ganz einfach Ihr eigenes aromatisiertes Wasser zur Entgiftung und Gewichtsabnahme herstellen können. Sie werden nicht nur feststellen, dass es angenehmer ist, hydratisiert zu bleiben, sondern Sie erhalten auch die reinigenden Vorteile, die diese Lebensmittel zu bieten haben.

Weiterführende Literatur: Um mehr über das Konzept von Detox zu erfahren und wie Sie mit Detox Ihren Körper reinigen und energetisieren können, finden Sie viele nützliche Informationen in meinem E-Book Der Detox-Guide. Dieser Leitfaden bietet die besten Informationen und sichere Möglichkeiten zur Entgiftung, einschließlich Rezeptideen.

Schmerzlinderung

Bei Kopfschmerzen oder Entzündungen ist warmes oder heißes Wasser besser zu konsumieren. Da warmes Wasser die Durchblutung des Gewebes anregt, ist es ein ausgezeichnetes Mittel zur Behandlung von Menstruationsbeschwerden (6).

Weiterlesen: Lesen Sie meinen Artikel über die 22 besten Schmerzmittel in Ihrer Küche.

Verstopfung

Das Trinken von warmem Wasser bei Verstopfung kann helfen, die Dinge voranzutreiben. Die Hauptursache für Verstopfung ist Dehydration, daher ist es wichtig, zusätzliche Mengen an Flüssigkeit zu sich zu nehmen.

Warmes Wasser fördert die Durchblutung und wirkt im Darm beruhigender als kaltes Wasser.


Warum fühlen sich kalte Getränke feuchtigkeitsspendender an als heiße Getränke?

Warum fühlen sich kalte Getränke feuchtigkeitsspendender an als heiße Getränke?

Ich trinke gerade eine dritte Tasse Kaffee innerhalb von 20 Minuten aus, diese Menge Eiswasser und ich würde ertrinken.

Je weiter etwas von der Körpertemperatur (98.6 Grad Fahrenheit) entfernt ist, desto deutlicher können wir es spüren. Ich stelle mir vor, kochendes Wasser zu trinken wäre genauso erfrischend, wenn unsere Nerven keine Schmerzsignale senden würden.

Stimmt es, dass wir schneller hydratisieren, wenn wir Wasser trinken, ohne zu kalt zu sein?

Ich habe gehört, dass der Körper, wenn wir kaltes Wasser trinken, zwar ein Sättigungsgefühl verspürt, es jedoch abkühlen muss, damit es aufgenommen werden kann.

Wasser, das ursprüngliche und beste Kaltgetränk, kann stagnieren, wenn es nicht fließt.

Stehendes Wasser ist schlecht für Sie, da es eine Reihe von Bakterien enthält, die Sie töten können, und normalerweise wärmer ist als fließendes Wasser.

Im Laufe der Zeit haben wir eine Abneigung gegen warmes Wasser entwickelt, da dies eher schlecht für uns ist als kühleres fließendes Wasser.

Wenn alle Dinge gleich sind, ist ein Glas sauberes warmes Wasser genauso gut für Sie wie sauberes kaltes Wasser, aber Ihr Körper bevorzugt das kalte Wasser aus evolutionären Gründen.


Eiswasser trinken

Nach einem intensiven Training kann das Trinken von kaltem Wasser, wenn Sie sich heiß fühlen, Ihren Flüssigkeitsbedarf verbessern. Laut der Columbia University verlassen kühle Flüssigkeiten den Magen schneller als wärmere, was eine schnellere Rehydration ermöglicht. Um diesen Effekt zu erzielen, sollten Sie Wasser im Bereich von 59 bis 72 Grad Fahrenheit trinken, um Sie von innen heraus zu kühlen.

Sie müssen sich keine Sorgen machen, wenn Sie kaltes Wasser trinken. Egal wie kalt es ist, Wasser schadet den inneren Organen nicht.


Wasserdichte

In der Praxis ist die Dichte das Gewicht eines Stoffes für ein bestimmtes Volumen. Die Dichte von Wasser beträgt ungefähr 1 Gramm pro Milliliter, dies ändert sich jedoch mit der Temperatur oder wenn darin Stoffe gelöst sind. Eis hat eine geringere Dichte als flüssiges Wasser, weshalb Ihre Eiswürfel in Ihrem Glas schwimmen. Wie Sie vielleicht erwarten, ist die Wasserdichte ein wichtiges Wassermaß.

Wasserdichte

Wenn Sie noch in der Schule sind, haben Sie wahrscheinlich diese Aussage in Ihrem Naturwissenschaftsunterricht gehört: "Dichte ist die Masse pro Volumeneinheit eines Stoffes". Auf der Erde können Sie davon ausgehen, dass Masse gleich Gewicht ist, wenn dies einfacher ist.

Wenn Sie noch nicht in der Schule sind, haben Sie wahrscheinlich vergessen, dass Sie es jemals gehört haben. Die Definition von Dichte macht mit ein wenig Erklärung viel mehr Sinn. Solange ein Objekt aus Molekülen besteht und somit Größe oder Masse hat, hat es eine Dichte. Dichte ist nur das Gewicht für eine ausgewählte Menge (Volumen) des Materials. Eine übliche Maßeinheit für die Dichte von Wasser ist Gramm pro Milliliter (1 g/ml) oder 1 Gramm pro Kubikzentimeter (1 g/cm 3 ).

Tatsächlich beträgt die genaue Dichte von Wasser nicht wirklich 1 g/ml, sondern etwas weniger (sehr, sehr wenig weniger), mit 0,9998395 g/ml bei 4,0° Celsius (39,2° Fahrenheit). Der gerundete Wert von 1 g/ml wird jedoch am häufigsten angezeigt.

Die Dichte des Wassers variiert mit der Temperatur

Es war schwierig, mit einem älteren Bruder aufzuwachsen, besonders wenn er seine Freunde zu Besuch hatte, denn ihre Lieblingsbeschäftigung bestand darin, sich Gedanken zu machen, mich zu verärgern. Ich konnte ihnen aber einmal mit der Wasserdichte zumindest einen Streich spielen. An einem heißen Sommertag kletterten sie auf den riesigen Hügel neben unserem Haus, um ein Loch zu graben, um ihre Kronkorkensammlung zu verstecken. Sie wurden durstig und zwangen mich, nach Hause zu gehen und ihnen eine Gallone Wasser zu bringen. Diese Gallone Leitungswasser bei 70 ° F wog 8,329 Pfund, was für ein 70 Pfund schweres Kind viel war, um einen riesigen Hügel hinaufzuschleppen.

Als sie also eine weitere Gallone Wasser verlangten, konsultierte ich das damalige "Internet" - eine Enzyklopädie - und fand heraus, dass eine Gallone Wasser an der Siedepunkt wog nur 7,996 Pfund! Ich rannte den Hügel hinauf, trug meine Gallone Wasser, die 0,333 Pfund weniger wog, und rannte noch schneller wieder hinunter, während ihre wütenden Stimmen hinter mir verklangen.

Temperatur
(°F/°C)
Dichte
(Gramm/cm 3
Gewicht
(Pfund/ft 3
32 °F/0 °C 0.99987 62.416
39,2 °F/4,0 °C 1.00000 62.424
40°F/4,4°C 0.99999 62.423
50°F/10°C 0.99975 62.408
60°F/15,6°C 0.99907 62.366
70°F/21°C 0.99802 62.300
80°F/26,7 °C 0.99669 62.217
90 °F/32,2 °C 0.99510 62.118
100°F/37,8 °C 0.99318 61.998
120°F/48,9°C 0.98870 61.719
140°F/60°C 0.98338 61.386
160°F/71,1°C 0.97729 61.006
180 °F/82,2 °C 0.97056 60.586
200°F/93,3°C 0.96333 60.135
212 °F/100 °C 0.95865 59.843

Quelle: US-Innenministerium, Bureau of Reclaimation, 1977, Grundwasserhandbuch, von
The Water Encyclopedia, Third Edition, Hydrologic Data and Internet Resources, herausgegeben von Pedro Fierro, Jr.
und Evan K. Nyler, 2007

Eis ist weniger dicht als Wasser

Wenn Sie sich dieses Bild ansehen, können Sie sehen, dass ein Teil des Eisbergs unter dem Wasserspiegel liegt. Dies ist keine Überraschung, aber eigentlich liegt fast das gesamte Volumen eines Eisbergs unter der Wasserlinie, nicht darüber. Dies liegt daran, dass die Dichte von Eis geringer ist als die Dichte von flüssigem Wasser. Beim Gefrieren nimmt die Dichte des Eises um etwa 9 Prozent ab.

Der größte Teil eines Eisbergs existiert unter der Wasseroberfläche.

Der beste Weg, um sich vorzustellen, wie Wasser unterschiedliche Dichten haben kann, besteht darin, sich die gefrorene Form von Wasser anzusehen. Eis hat tatsächlich eine ganz andere Struktur als flüssiges Wasser, da sich die Moleküle in einem regelmäßigen Gitter ausrichten und nicht mehr zufällig wie in der flüssigen Form. Es kommt vor, dass die Gitteranordnung eine stärkere Verteilung von Wassermolekülen ermöglicht als in einer Flüssigkeit, und somit ist Eis weniger dicht als Wasser. Wieder ein Glück für uns, denn wir würden nicht das köstliche Klirren von Eiswürfeln an einem Glasrand hören, wenn das Eis in unserem Eistee auf den Boden sinkt. Die Dichte von Eis beträgt etwa 90 Prozent der von Wasser, aber das kann variieren, da Eis auch Luft enthalten kann. Das bedeutet, dass etwa 10 Prozent eines Eiswürfels (oder Eisbergs) über der Wasserlinie liegen.

Diese Eigenschaft des Wassers ist entscheidend für alles Leben auf der Erde. Da Wasser bei etwa 39 ° F (4 ° C) dichter ist als Wasser bei 32 ° F (0 ° C), sinkt das dichtere Wasser in Seen und anderen Gewässern unter weniger dichtes Wasser. Wenn das Wasser am Gefrierpunkt am dichtesten wäre, würde im Winter das sehr kalte Wasser an der Oberfläche von Seen absinken, der See könnte von unten nach oben gefrieren. Und da Wasser ein so guter Isolator ist (aufgrund seiner Wärmekapazität), können einige zugefrorene Seen im Sommer nicht vollständig auftauen.

Die reale Erklärung der Wasserdichte ist tatsächlich komplizierter, da die Dichte von Wasser auch mit der Menge des darin gelösten Materials variiert. Wasser enthält in der Natur Mineralien, Gase, Salze und sogar Pestizide und Bakterien, von denen einige gelöst sind. Wenn mehr Material in einer Gallone Wasser aufgelöst wird, wird diese Gallone mehr wiegen und dichter sein -Meereswasser ist dichter als reines Wasser.

Schwere Eiswürfel sinken auf den Boden eines Wasserglases, während die normalen Eiswürfel schwimmen.

Wir sagten, Eis schwimmt auf Wasser, aber was ist mit "schwerem Eis"?

Wir haben bereits gesagt, dass Eis auf Wasser schwimmt, weil es weniger dicht ist, aber Eis einer besonderen Art kann dichter sein als normales Wasser. "Schweres Eis" ist 10,6 Prozent dichter als normales Wasser, da das Eis aus "schwerem Wasser" besteht. Schweres Wasser, D2O statt H2O, ist Wasser, in dem beide Wasserstoffatome durch Deuterium ersetzt wurden, das Wasserstoffisotop, das ein Proton und ein Neutron enthält. Schweres Wasser ist tatsächlich schwerer als normales Wasser (das von Natur aus eine winzige Menge schwerer Wassermoleküle enthält), und Schwerwassereis sinkt in normalem Wasser.

Dichte messen

Ein Hydrometer wird verwendet, um die Dichte einer Flüssigkeit zu messen.

Das Instrument zur Messung der Dichte einer Flüssigkeit wird als Aräometer bezeichnet. Es ist eines der einfachsten wissenschaftlichen Messgeräte, und Sie können sogar Ihren eigenen Strohhalm aus Plastik herstellen (siehe Links unten). Häufiger ist es jedoch aus Glas und sieht einem Thermometer sehr ähnlich. Es besteht aus einem zylindrischen Stiel und einer beschwerten Knolle an der Unterseite, damit es aufrecht schwimmt. Das Aräometer wird leicht in die zu messende Flüssigkeit abgesenkt, bis das Aräometer frei schwimmt. Auf dem Gerät befinden sich geätzte oder markierte Linien, damit der Benutzer sehen kann, wie hoch oder tief das Hydrometer schwebt. In weniger dichten Flüssigkeiten schwimmt das Aräometer tiefer, während es in dichteren Flüssigkeiten höher schwimmt. Da Wasser der "Standard" ist, nach dem andere Flüssigkeiten gemessen werden, ist die Markierung für Wasser wahrscheinlich mit "1.000" gekennzeichnet, daher beträgt das spezifische Gewicht von Wasser bei etwa 4°C 1.000.

Aräometer sind vielseitig einsetzbar, nicht zuletzt zur Messung des Salzgehalts von Wasser für den naturwissenschaftlichen Unterricht in Schulen. Sie werden auch in der Milchindustrie verwendet, um den Fettgehalt von Milch abzuschätzen, da Milch mit höherem Fettgehalt weniger dicht ist als fettärmere Milch. Aräometer werden oft von Menschen verwendet, die zu Hause Bier und Wein herstellen, da sie einen Hinweis darauf geben, wie viel Zucker in der Flüssigkeit enthalten ist und dem Brauer mitteilen, wie weit der Gärungsprozess fortgeschritten ist.


Stimmt es, dass heißes Wasser schneller gefriert als kaltes Wasser oder dass kaltes Wasser schneller kocht als heißes Wasser?

"Kaltes Wasser kocht nicht schneller als heißes Wasser. Die Erwärmungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit hängt von der Größe des Temperaturunterschieds zwischen der Flüssigkeit und ihrer Umgebung (z. B. der Flamme auf dem Herd) ab. Infolgedessen nimmt kaltes Wasser, solange es noch kalt ist, die Wärme schneller auf, sobald es die Temperatur von heißem Wasser erreicht hat, die Heizrate verlangsamt sich und es dauert von dort aus genauso lange, bis es zum Kochen gebracht wird wie das Wasser, das war am Anfang heiß. Da kaltes Wasser einige Zeit braucht, um die Temperatur von heißem Wasser zu erreichen, braucht kaltes Wasser deutlich länger zum Kochen als heißes Wasser. Es kann einen psychologischen Effekt geben, dass kaltes Wasser früher kocht, als man erwarten könnte, aufgrund der oben erwähnten höheren Wärmeabsorptionsrate, wenn Wasser kälter ist.

„Auf den ersten Teil der Frage – „Gefriert heißes Wasser schneller als kaltes?“ – lautet die Antwort: „Normalerweise nicht, aber möglicherweise unter bestimmten Bedingungen“. Es braucht 540 Kalorien, um ein Gramm Wasser zu verdampfen, während es 100 Kalorien braucht, um ein Gramm flüssiges Wasser von 0 °C auf 100 °C zu bringen. Wenn Wasser heißer als 80 °C ist, ist die Abkühlungsrate durch schnelles Verdampfen sehr hoch, weil jedes verdunstende Gramm dem zurückbleibenden Wasser mindestens 540 Kalorien entzieht. Dies ist eine sehr große Wärmemenge im Vergleich zu einer Kalorie pro Grad Celsius, die jedem Gramm Wasser entzogen wird, das durch regelmäßige Wärmeleitung abkühlt.

„Es hängt alles davon ab, wie schnell die Abkühlung erfolgt, und es stellt sich heraus, dass heißes Wasser nicht vor kaltem, sondern vor lauwarmem Wasser gefriert. Wasser mit einer Temperatur von 100 °C gefriert beispielsweise, bevor Wasser wärmer als 60 °C ist, aber nicht, bevor Wasser kühler als 60 °C ist. Dieses Phänomen ist besonders offensichtlich, wenn die Oberfläche, die durch schnelle Verdunstung abkühlt, im Vergleich zur Wassermenge groß ist wenn Sie beispielsweise an einem kalten Wintertag ein Auto mit heißem Wasser waschen. [Als Referenz siehe Conceptual Physics von Paul G. Hewitt (HarperCollins, 1993).]

„Eine weitere Situation, in der heißes Wasser schneller gefrieren kann, ist, wenn ein Topf mit kaltem Wasser und ein Topf mit heißem Wasser gleicher Masse in ein Gefrierfach gestellt werden. Es gibt den oben erwähnten Effekt der Verdunstung, und auch der thermische Kontakt mit dem Gefrierfach kühlt den unteren Teil des Gewässers. Wenn das Wasser kalt genug ist, nahe vier Grad C (die Temperatur, bei der Wasser am dichtesten ist), steigt das Wasser, das fast Gefrierpunkt am Boden ist, nach oben. Konvektionsströmungen werden anhalten, bis das gesamte Wasser 0 Grad C hat, an welchem ​​Punkt das gesamte Wasser schließlich gefriert. Wenn das Wasser anfangs heiß ist, ist das gekühlte Wasser unten dichter als das heiße Wasser oben, sodass keine Konvektion auftritt und der untere Teil gefriert, während der obere Teil noch warm ist. Dieser Effekt, kombiniert mit dem Verdunstungseffekt, kann in einigen Fällen dazu führen, dass heißes Wasser schneller gefriert als kaltes Wasser. In diesem Fall hat der Gefrierschrank natürlich während der angegebenen Zeit härter gearbeitet und dem Warmwasser mehr Wärme entzogen."

Robert Ehrlich von der George Mason University in Fairfax, Virginia, ergänzt einige der Punkte von Takahashi:

„Es gibt zwei Möglichkeiten, wie heißes Wasser schneller gefrieren kann als kaltes. Ein Weg [beschrieben in Jearl Walkers Buch The Flying Circus of Physics (Wiley, 1975)] hängt von der Tatsache ab, dass heißes Wasser schneller verdunstet, so dass, wenn Sie mit gleichen Massen an heißem und kaltem Wasser beginnen würden, bald weniger davon vorhanden wäre heißes Wasser zu gefrieren, und daher würde es das kalte Wasser überholen und zuerst gefrieren, denn je geringer die Masse, desto kürzer die Gefrierzeit. Dies kann auch passieren (im Falle einer Wasserschale mit flachem Boden in einem Gefrierschrank), wenn das heiße Wasser das Eis unter dem Boden der Schale schmilzt, was zu einem besseren Wärmekontakt beim Wiedereinfrieren führt."

Immer noch skeptisch? Fred W. Decker, Meteorologe an der Oregon State University in Corvallis, ermutigt die Leser, die Frage selbst zu klären:

"Du kannst leicht ein Experiment aufbauen, um zu erfahren, was früher gefriert: Wasser, das anfangs heiß ist, oder Wasser, das anfangs kalt ist. Verwenden Sie eine bestimmte Einstellung auf einer elektrischen Kochplatte und messen Sie die Zeit zwischen dem Start und dem Kochen für einen bestimmten Topf, der beispielsweise einen Liter Wasser enthält von diesem Hahn. Ich würde wetten, dass der anfangs heiße Liter Wasser in viel kürzerer Zeit zum Kochen kommt als der anfangs kalte Liter Wasser.

„Das Gefrierexperiment ist schwieriger durchzuführen, weil es idealerweise einen begehbaren Kühlraum benötigt, der auf eine Temperatur unter dem Gefrierpunkt eingestellt ist. Nehmen Sie zwei mit Wasser gefüllte Milchflaschen mit einem Quart-Volumen in die Kammer, eine aus einem heißen Wasserhahn und die andere aus einem kalten Wasserhahn außerhalb der Kammer. Stellen Sie sie zum Gefrieren ein, und ich würde wieder darauf wetten, dass das anfänglich kältere Wasser früher gefriert als das anfänglich heiße Wasser."

[Wir möchten hinzufügen, dass Sie, wenn Sie nicht in einem begehbaren Gefrierschrank leiden möchten, eine einigermaßen gute Version des obigen Experiments im Gefrierfach Ihres Kühlschranks durchführen können, nur das Wasser nicht zu oft überprüfen In diesem Fall friert es nie ein - oder zu selten, in diesem Fall verpassen Sie möglicherweise den Moment, in dem ein Behälter eingefroren ist, der andere jedoch nicht.]

Decker kommt zu dem Schluss, dass „viel Folklore aus dem Versuch resultiert, eine solche Frage unter Bedingungen zu beantworten, die nicht „alle anderen Dinge gleich“ machen, was die vorhergehenden Experimente tun.

Immer noch skeptisch? Fred W. Decker, Meteorologe an der Oregon State University in Corvallis, ermutigt die Leser, die Frage selbst zu klären:

"Du kannst leicht ein Experiment aufbauen, um zu erfahren, was früher gefriert: Wasser, das anfangs heiß ist, oder Wasser, das anfangs kalt ist. Verwenden Sie eine bestimmte Einstellung auf einer elektrischen Kochplatte und messen Sie die Zeit zwischen dem Start und dem Kochen für einen bestimmten Topf, der beispielsweise einen Liter Wasser enthält von diesem Hahn. Ich würde wetten, dass der anfangs heiße Liter Wasser in viel kürzerer Zeit zum Kochen kommt als der anfangs kalte Liter Wasser.

„Das Gefrierexperiment ist schwieriger durchzuführen, weil es idealerweise einen begehbaren Kühlraum benötigt, der auf eine Temperatur unter dem Gefrierpunkt eingestellt ist. Nehmen Sie zwei mit Wasser gefüllte Milchflaschen mit einem Quart-Volumen in die Kammer, eine aus einem heißen Wasserhahn und die andere aus einem kalten Wasserhahn außerhalb der Kammer. Stellen Sie sie zum Gefrieren ein, und ich würde wieder darauf wetten, dass das anfänglich kältere Wasser früher gefriert als das anfänglich heiße Wasser."

[Wir würden hinzufügen, dass Sie, wenn Sie nicht in einem begehbaren Gefrierschrank leiden möchten, eine einigermaßen gute Version des obigen Experiments im Gefrierfach Ihres Kühlschranks durchführen können, nur das Wasser nicht zu oft überprüfen In diesem Fall friert es nie ein - oder zu selten, in diesem Fall verpassen Sie möglicherweise den Moment, in dem ein Behälter eingefroren ist, der andere jedoch nicht.]

Decker kommt zu dem Schluss, dass „viel Folklore aus dem Versuch resultiert, eine solche Frage unter Bedingungen zu beantworten, die nicht „alle anderen Dinge gleich“ machen, was die vorhergehenden Experimente tun.


Schau das Video: Wasser gefriert in wenigen Sekunden! (Kann 2022).