Physik

Gefriert warmes Wasser tatsächlich schneller als kaltes?

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In dieser Allgemeinheit kann man das nicht sagen, aber unter bestimmten Bedingungen kann es tatsächlich passieren: Man hat ein Gefäß mit warmem Wasser und ein Gefäß mit der gleichen Menge kälteren Wassers, stellt das im Winter auf die Terrasse und siehe da, das Wasser, was am Anfang wärmer war, gefriert schneller. Das kann passieren, und es klingt erst mal völlig verwirrend, weil man ja logischerweise denkt, dem warmen Wasser muss doch mehr Energie entzogen werden, es hat auf dem Weg zum Gefrierpunkt sozusagen einen längeren Weg vor sich als das kalte. Wie kann das sein?

Der wichtigste Effekt ist die Verdunstung

Wir wissen, wenn wir ein Glas mit kaltem Wasser und eins mit warmem Wasser ins Kalte stellen, sieht man über dem warmen viel mehr Dampf als über dem kalten. Also noch mal die Situation: Man hat zwei Gefäße, eins mit wärmerem, eins mit kälterem Wasser. Wenn die eine Weile dann auf der Terrasse stehen, ist nach einer Weile aus dem warmen Gefäß mehr Wasser verdampft als aus dem kalten.

Das heißt, wir haben dann nach einer Weile immer noch zwei Gefäße, nur dass vom warmen Wasser dann weniger übrig ist. Wenn aber vom warmen Wasser weniger übrig ist, ist damit ja auch weniger Wasser da, was abgekühlt werden muss. Folglich geht das schneller. Und auf diese Weise kann sozusagen das warme Wasser das kalte Wasser beim Abkühlen überholen.

Mpemba-Effekt wird bei der Herstellung von Speiseeis eingesetzt

Es gibt noch ein paar andere Effekte, die da zusätzlich mit rein spielen können, die Verdunstung aber der wichtigste. Aber man sieht dann auch: Es hängt an den Ausgangsbedingungen. Also: Es kommt darauf an, bei welchen Temperaturen startet der Versuch, wie viel Wasser ist in den Gefäßen, wie groß ist die Verdunstungsfläche im Verhältnis zum Volumen, wie groß ist die Außentemperatur. Es sind nur ganz spezielle Bedingungen, bei denen dieser Effekt eintritt.

Dieser Effekt heißt übrigens Mpemba-Effekt – benannt nach einem Tansanischen Wissenschaftler Erasto Mpemba, der den 1963 entdeckt hat und übrigens auch eingesetzt hat bei der Herstellung von Speiseeis.

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