Freitag, 1. Dezember 2017

Lectura 47 - die Anomalie des Wassers


Wasser (H2O) ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H). Wasser ist als Flüssigkeit durchsichtig, weitgehend farb-, geruch- und geschmacklos. Wasser ist die einzige chemische Verbindung auf der Erde, die in der Natur als Flüssigkeit, als Festkörper und als Gas vorkommt. Die Bezeichnung Wasser wird dabei für den flüssigen Aggregatzustand verwendet. Im festen Zustand spricht man von Eis, im gasförmigen Zustand von Wasserdampf. Wasser ist Grundlage des Lebens auf der Erde. Natürlich kommt Wasser selten rein vor, sondern enthält meist gelöste Anteile von Salzen, Gasen und organischen Verbindungen.

Nach Quecksilber hat Wasser die größte Oberflächenspannung aller FlüssigkeitenGasbläschen, die bereits bei geringfügiger Erwärmung sichtbar werden, bestehen nicht aus Wasserdampf, sondern aus gelösten Gasen. Ursache ist die geringere Wasserlöslichkeit von Gasen bei Erwärmung. Wasser, das sich eine Zeit lang in einer unter Druck stehenden Leitung oder Flasche befunden hat, hat oft einen Überschuss an Gasen gelöst.

 Die indogermanischen Bezeichnungen *wódr̥ und *wédōr sind bereits in hethitischen Texten des 2. Jahrtausends v. Chr. belegt. Verwandte Wörter finden sich auch in anderen indogermanischen Sprachen ; das altgriechische Wort δωρ, hydor, „Wasser“, von dem sich alle Fremdwörter mit dem Wortbestandteil hydr(o)-ableiten, gehört zu dieser Familie. 

Germanisch: dt. Wasserengl. waterisl. Vatn - Keltisch: schott. uisge (vgl. Whiskey); ir. uisce -Slawisch: russ. вода (woda, vgl. Wodka); polnisch woda.


Das Wasserrecht war eine der Rechtsformen zur Mitbegründung der ersten zentralistischen Zivilisationen Mesopotamiens und Ägyptens sowie jener, die in den Flusstälern Chinas und Indiens entstanden. Thales von Milet sah im Wasser den Urstoff allen Seins. Wasser ist in der von Empedokles eingeführten und dann vor allem von Aristoteles vertretenen Vier-Elemente-Lehre - neben Feuer, Luft und Erde - ein Element.

 Wasser ist in der taoistischen Fünf-Elemente-Lehre (neben Holz, Feuer, Erde, Metall) vertreten. Die Bezeichnung Elemente ist hier jedoch etwas irreführend, da es sich um verschiedene Wandlungsphasen eines zyklischen Prozesses handelt.
Wasser ist der Inbegriff des Lebens. 

In den Religionen hat es einen hohen Stellenwert. Oft wird die reinigende Kraft des Wassers beschworen, zum Beispiel im Islam in Form der rituellen Gebetswaschung vor dem Betreten einer Moschee, oder im Hindu-Glauben beim rituellen Bad im Ganges. Im Christentum wird die Taufe teils durch Untertauchen oder Übergießen mit Wasser als Ganzkörpertaufe vollzogen, in der westlichen Kirche heute meist durch Übergießen mit Wasser. In der katholischen Kirche, den orthodoxen Kirchen und der anglikanischen Kirche spielt die Segnung mit Weihwasser eine besondere Rolle.


Auf Antrag Boliviens erklärte die UN-Vollversammlung am 28. Juli 2010 mit den Stimmen von 122 Ländern und ohne Gegenstimme den Zugang zu sauberem Trinkwasser und zu sanitärer Grundversorgung zu Menschenrechten. 41 Länder enthielten sich der Stimme, darunter USA, Kanada und 18 EU-Staaten. Da Resolutionen der UN-Vollversammlung völkerrechtlich unverbindlich sind, ergeben sich zunächst keine rechtlichen Konsequenzen. Jedoch könnte die neue Resolution nun die Auffassung stützen, dass sauberes Wasser und Sanitäranlagen zu einem „angemessenen“ Lebensstandard gehören und somit aufgrund des völkerrechtlich bindenden Internationalen Paktes über wirtschaftliche, soziale und kulturelle Rechte, der das Recht auf einen angemessenen Lebensstandard enthält, eingeklagt werden. Einige Länder wie Südafrika oder Ecuador haben das Recht auf Wasser in ihre Verfassung übernommen.


Wasser spielt eine zentrale Rolle in vielen Wissenschaften und Anwendungsgebieten. Die Wissenschaft, die sich mit der räumlichen wie zeitlichen Verteilung des Wassers und dessen Eigenschaften beschäftigt, bezeichnet man als Hydrologie. Insbesondere untersucht die Ozeanologie das Wasser der Weltmeere, die Limnologie das Wasser der Binnengewässer, die Hydrogeologie das Grundwasser und die Aquifere, die Meteorologie den Wasserdampf der Atmosphäre und die Glaziologiedas gefrorene Wasser unseres Planeten.
Tipos de agua (Vokabular Wasserarten) : Trinkwasser - Mineralwasser - Heilwasser - Tafelwasser -Süßwasser/Meerwasser/Salzwasser/Brackwasser - Demineralisiertes Wasser - Destilliertes Wasser -Prozesswasser -  Abwasser,- Regenwasser - Grundwasser - Oberflächenwasser
Brackwasser :  Gemisch von Süß- und Salzwasser. Das an der Nordseeküste heimische Adjektiv mnl. brac, mnd. nl. brak, nd. bra(c)k ‘salzig, brackig’ (eigentl. wohl ‘scharf, schneidend’ und an ie. *bher- ‘mit einem scharfen oder spitzen Werkzeug bearbeiten, schneiden’ anzuschließen) gelangt im 17. Jh. ins Hd., namentlich in der Fügung brack Wasser, die nl. brak water nachbildet. Im Nl. daneben auch die Zusammensetzung brakwater, der das seit dem 18. Jh. bezeugte nd. Bra(c)kwater, hd. Brackwasser folgt.brackig Adj. ‘salzhaltig’ (und deshalb nicht trinkbar); neben seltenes, doch bis ins 20. Jh. nachweisbaresbrack (s. oben) tritt Anfang des 19. Jhs. brackisch und in den 30er Jahren des 19. Jhs. brackig (vgl. veraltetes engl. brack ‘salzig, brackig’, wahrscheinlich ebenfalls aus dem Nl. entlehnt, sowie die gleichbed. Weiterbildung engl. Brackish .


Die Herkunft des Wassers auf der Erde, insbesondere die Frage, warum auf der Erde deutlich mehr Wasser vorkommt als auf den anderen inneren Planeten, ist bis heute nicht befriedigend geklärt. Ein Teil des Wassers gelangte zweifellos durch das Ausgasen von Magma in die Atmosphäre, stammt also letztlich aus dem Erdinneren. Ob dadurch aber die Menge an Wasser erklärt werden kann, wird stark angezweifelt. Das Element Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum, und auch Sauerstoff kommt in großen Mengen vor, allerdings normalerweise gebunden in Silikaten und Metalloxiden; beispielsweise ist der Mars mit großen Anteilen an Eisen(III)-oxid bedeckt, was ihm seine rote Farbe verleiht. Wasser hingegen ist dort – im Vergleich zur Erde – nur in geringen Mengen zu finden.Wasser ist vermutlich der Entstehungsort des Lebens und eine seiner Bedingungen. Die Bedeutung des Wassers für das Leben war insofern auch immer Gegenstand der Naturphilosophie.


Zitate : "Ein Stück Schwarzbrot und ein Krug Wasser stillen den Hunger eines jeden Menschen; aber unsere Kultur hat die Gastronomie erschaffen." - Honoré de Balzac, Physiologie der Ehe.


"Fließendes Wasser fault nicht, die Türangeln rosten nicht; das kommt von der Bewegung." - Lü Bu We, Frühling und Herbst des Lü Bu We, S. 30


"Gedichte von Wassertrinkern können nicht gefallen und lange leben." - Horaz, Briefe, I, XIX, 2f
"Und wer unter Menschen nicht verschmachten will, muss lernen, aus allen Gläsern zu trinken; und wer unter Menschen rein bleiben will, muss verstehn, sich auch mit schmutzigem Wasser zu waschen." - Friedrich Nietzsche, Also sprach Zarathustra, 2. Teil 


"Wenn mich jemand fragt, ob ich Wasser zu meinem Scotch möchte, antworte ich, dass ich durstig bin und nicht schmutzig." - Joe E. Lewis


"Wer für den Strick geboren ist, wird im Wasser nicht umkommen." - Theodor Fontane, Effi Briest. Kapitel 15


"Ganz egal wie lange ein Baumstamm im Wasser liegt, er wird kein Krokodilwerden." - Aus Mali, Sprichwort der Bambara


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Quelle https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/anomalie-des-wassers 

Wasser hat eine besondere Eigenschaft, die es von fast allen anderen Flüssigkeiten unterscheidet. Es hat bei 4 °C sein kleinstes Volumen und damit seine größte Dichte. Dieses nicht normale thermische Verhalten von Wasser wird in der Physik als Anomalie des Wassers bezeichnet. 
Bei Temperaturen über 4 °C verhält sich Wasser wie andere Flüssigkeiten. Bei Erhöhung der Temperatur dehnt es sich aus, bei Verringerung der Temperatur wird sein Volumen kleiner. Kühlt sich Wasser unter 4 °C ab, so wird sein Volumen bis 0 °C wiederum größer. Gefriert dann das Wasser, so dehnt es sich weiter aus.

Bei Temperaturen über 4 °C verhält sich Wasser wie andere Flüssigkeiten. Bei Erhöhung der Temperatur dehnt es sich aus, bei Verringerung der Temperatur wird sein Volumen kleiner. Kühlt sich Wasser unter 4 °C ab, so wird sein Volumen bis 0 °C wiederum größer. Gefriert dann das Wasser, so dehnt es sich weiter aus.

.Deshalb schwimmt Eis auf Wasser. Das Verhältnis der Dichten von Eis und Wasser ist auch der Grund dafür, dass sich bei einem Eisberg etwa 9/10 unter Wasser und nur etwa 1/10 über Wasser befinden. Die Dichte von Wasser in Abhängigkeit von der TemperaturDurch genaue Messungen kann man die Abhängigkeit der Dichte des Wassers von der Temperatur ermitteln. In Bild 2 sind die Werte für die Dichte des Wassers bei unterschiedlicher Temperatur angegeben.
 Bedeutung der Anomalie des WassersDie Anomalie des Wassers ist für das Leben von Tieren und Pflanzen im Wasser sehr wichtig und ermöglicht dieses Leben erst. Dazu betrachten wir die Verhältnisse in einem See zu verschiedenen Jahreszeiten.
Im Sommer wird das Wasser von der Sonne erwärmt. Das leichtere, wärmere Wasser bleibt an der Oberfläche und wird durch Wind in den oberen Schichten vermischt. Tiefer liegende Schichten sind kühler. Es bildet sich eine charakteristische Temperaturschichtung heraus. Diese Temperaturschichtung des Wassers kann man z. B. beim Baden feststellen. Je größer die Tiefe ist, umso niedriger wird die Temperatur des Wassers.
 Im Herbst ist die Sonneneinstrahlung geringer. Auch die Luft ist kühler. Das Wasser kühlt sich allmählich ab. Durch Strömungen erfolgt eine Durchmischung des Wassers und damit auch ein Temperaturausgleich.
 Im Winter wird bei weiterer Abkühlung wieder ein stabiler Zustand erreicht. Es bildet sich wieder eine charakteristische Temperaturschichtung heraus. Das Wasser mit der größten Dichte, also Wasser von 4 °C, sinkt nach unten. Bei weiterer Abkühlung sinkt die Temperatur des oberflächennahen Wassers weiter ab. Sie erreicht schließlich 0 °C. Das Wasser beginnt zu frieren. Da die Dichte von Eis kleiner ist als die von Wasser, schwimmt das Eis oben und bildet eine stabile Schicht. Wenn das Gewässer hinreichend tief ist, befindet sich unter dem Eis eine Wasserschicht, die am Boden eine Temperatur von 4 °C hat. An diese Verhältnisse haben sich im Wasser lebende Pflanzen und Tiere angepasst und können überleben.
 Im Frühjahr nimmt die Sonneneinstrahlung wieder zu. Es kommt zu einer allmählichen Erwärmung, zu einer Durchmischung des Wassers und damit zu einem Temperaturausgleich.
 Wasser und Eis als SprengmittelDie Ausdehnung von Wasser bei Abkühlung und insbesondere bei Eisbildung muss im Alltag beachtet werden, da gefrierendes Wasser wie ein Sprengmittel wirkt. Frieren z. B. frei liegende Wasserrohre oder Pumpen ein und befindet sich Wasser in ihnen, so dehnt sich dieses Wasser bei der Bildung von Eis aus und kann die Rohre bzw. Pumpen regelrecht auseinandersprengen. Deshalb ist auch erforderlich, dem Kühlwasser von PKW Frostschutzmittel beizugeben, weil ansonsten die Möglichkeit besteht, dass die Kühlflüssigkeit einfriert und den Kühler sprengt.
In der Natur spielt die Sprengwirkung von Eis ebenfalls eine wichtige Rolle. So dringt Wasser in Felsspalten und Risse ein. Beim Gefrieren dehnt es sich aus. Steinbrocken werden von Felsen abgesprengt, größere Steine werden gespalten. An Felswänden bilden sich dadurch charakteristische Schuttkegel aus.
Durch die Sprengwirkung des Eises wird auch der Ackerboden aufgelockert, insbesondere wenn er vor Frost gepflügt worden ist.
Durch die Sprengwirkung des Eises wird auch der Ackerboden aufgelockert, insbesondere wenn er vor Frost gepflügt worden ist.-

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