Warum Eisberge schwimmen und Flaschen platzen

Normalerweise nimmt die Dichte einer Flüssigkeit kontinuierlich zu, je stärker diese abkühlt. Mit einer Ausnahme: Das Volumen von Wasser erreicht bei 4 °C sein Minimum und die Dichte ihr Maximum.

Danach bewegen sich die Moleküle langsamer. Es bilden sich größere Molekülgruppen, die sich als weitmaschige Kristalle in einem Sechseck anordnen. In diesem Sechseck entsteht ein Hohlraum – das Volumen nimmt zu, die Dichte ab. Dieses besondere Verhalten der negativen thermischen Volumenausdehnung wird als Anomalie des Wassers bezeichnet.

Darstellung der Molekülstruktur von Wasser bei 0°C und 4°C. Links sind die Moleküle in einer geordneten Struktur, während sie rechts bei höherer Temperatur weniger geordnet sind.

Wasser, das. H2O, chemische Verbindung von Wasserstoff mit Sauerstoff. Siedepunkt 100 °C und Gefrierpunkt 0 °C auf Meereshöhe bei normalen Wetterbedingungen. Größte Dichte von 1 g/cm³ bei 4 °C. Wichtigstes Lösungsmittel.

Definition von Wasser, Lexikon

Eisformationen auf einem gefrorenen See unter einem dramatischen Himmel, mit klaren, blauen Eisstrukturen im Vordergrund

Eine Anomalie, die für Fische und andere See- und Meeresbewohner in kalten Wintern überlebenswichtig ist: Das bis 4 °C warme Wasser sinkt nach unten, das abgekühlte Wasser bleibt oben und gefriert bei 0 °C. Das Eis legt sich als schützende Schicht auf die Oberfläche und sorgt dafür, dass die flüssigen Schichten darunter flüssig bleiben.

Bei erfrischenden Getränken sorgt die Anomalie dafür, dass Eiswürfel nicht am Glasboden liegen bleiben, sondern beim Anstoßen fröhlich klimpern und beim Auftauen ihre kühlende Wirkung an die Flüssigkeit abgeben.
Wer allerdings eine verschlossene Flasche kurz im Gefrierfach kühlen möchte, sollte sie schnell wieder herausnehmen.
Denn, weitere Besonderheit: Wasser dehnt sich beim Übergang von flüssig zu fest nicht allmählich, sondern sprunghaft aus. Das Eis hat viel mehr Volumen und bringt die Flasche zum Platzen.