Klasse 7 › Biologie › Ökosystem Gewässer
Warum friert ein See von oben zu?
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Weil Wasser bei 4 °C am dichtesten und damit am schwersten ist. Kälteres Wasser und Eis sind leichter und bleiben oben – diese Ausnahme heißt Dichteanomalie. Darum liegt am Grund eines tiefen Sees im Winter Wasser mit etwa 4 °C, das Eis bildet sich oben und schützt wie ein Deckel.
Das Wichtigste zum Nachlesen
1 Min. Lesen
Wasser ist bei 4 °C am schwersten
Fast alle Stoffe werden beim Abkühlen immer dichter. Wasser nicht: Es ist bei 4 °C am dichtesten und damit am schwersten. Kälteres Wasser und Eis sind leichter und bleiben oben. Diese Ausnahme heißt Dichteanomalie. Darum sammelt sich am Grund eines Sees das 4 °C warme Wasser, und das Eis bildet sich oben.
Der See durchs Jahr
- Sommer: oben warmes, leichtes Wasser, in der Tiefe 4 °C.
- Herbst: Das Oberflächenwasser kühlt auf 4 °C ab, sinkt und mischt den See durch.
- Winter: oben Eis mit 0 °C, darunter kälteres Wasser, am Grund 4 °C.
- Frühling: Das Eis taut, das Wasser erwärmt sich auf 4 °C und mischt sich wieder.
Am Grund eines tiefen Sees bleibt es im Winter etwa 4 °C warm.
Warum das Leben rettet
- Das Eis schwimmt oben und schützt wie ein Deckel vor noch mehr Kälte.
- Fische ruhen am Grund bei etwa 4 °C, ihr Stoffwechsel läuft langsam.
- Frösche überwintern im Schlamm am Grund.
- Ein flacher Tümpel kann dagegen ganz durchfrieren.
Typische Falle
- Falsch: Kaltes Wasser sinkt immer, also friert ein See vom Boden her.
- Richtig: Wasser unter 4 °C ist leichter als 4 °C warmes und bleibt oben.
- Eis ist leichter als Wasser, darum schwimmt es.
Dichteanomalie im Alltag
- Eiswürfel schwimmen im Glas.
- Beim Gefrieren dehnt sich Wasser um etwa ein Zehntel aus.
- Eine volle Glasflasche im Gefrierfach kann darum platzen.
Tipp
Merk dir die Zahl 4: Vier Grad ist das schwerste Wasser – das liegt immer ganz unten.
Üben
3 Aufgaben
Ein tiefer See im Januar. Welche Temperatur herrscht dort?
- Eisdecke an der Oberfläche: °C
- Zum Vergleich im August: Wasser am Grund desselben Sees: °C
- Wasser am Grund: °C
- Bei °C ist Wasser am dichtesten.
Beschrifte den See: Eis, Wasser unter 4 °C, Wasser mit 4 °C, Sprungschicht.
- Ziffer 1:
- Ziffer 2:
- Ziffer 3:
- Ziffer 4:
Stimmt das? Kreuz an.
- Kaltes Wasser sinkt immer, also friert ein See vom Grund her.
- Eis schwimmt, weil es leichter ist als Wasser.
- Am Grund eines tiefen Sees ist es im Winter etwa 4 °C warm.
- Auch ein 30 cm flacher Tümpel friert nie ganz durch.
- Die Eisdecke schützt das Wasser darunter vor weiterer Kälte.
Was im Video gesagt wird
Abschrift
Einstieg
Kaltes Wasser sinkt, also friert der See vom Grund? Falsch.
Erklärung
Meist stimmt das: Kaltes Wasser ist schwerer als warmes und sinkt. Aber nur bis vier Grad. Bei vier Grad ist Wasser am schwersten. Kühlt es weiter ab, wird es wieder leichter. Es bleibt oben. Und Eis ist noch leichter. Darum schwimmt es oben.
Diese Ausnahme heißt Dichteanomalie. Kaum ein anderer Stoff macht das. Schwerer heißt hier dichter: Ein Liter davon wiegt etwas mehr. Im Herbst kühlt das Wasser oben ab, wird schwerer und sinkt. So sammelt sich am Grund das Wasser mit vier Grad.
Darüber kühlt das Wasser weiter ab, bis null Grad. Es bleibt oben. Erst an der Oberfläche gefriert es. Der See friert von oben zu. Das Eis wirkt wie ein Deckel und hält weitere Kälte ab. Gegenprobe: Würde Eis sinken, füllte sich der See von unten mit Eis.
Beispiele
Ein Karpfen im Winter: Er ruht am Grund, bei etwa vier Grad. Sein Körper läuft auf Sparflamme. Er frisst kaum und bewegt sich wenig. Manche Frösche überwintern im Schlamm am Grund des Sees. Gefährlich wird es im flachen Tümpel: Er kann ganz durchfrieren.
Dann fehlt die Schicht mit vier Grad, und viele Tiere darin erfrieren. Im Frühling taut das Eis, und der See mischt sich wieder durch. Im Glas siehst du es auch: Das Eis schwimmt oben. Beim Gefrieren dehnt sich Wasser um etwa ein Zehntel aus.
Darum kann eine volle Glasflasche im Gefrierfach platzen. Nicht ausprobieren!
Dein Zug
Dein Zug: Ein tiefer See im Januar. Wie warm ist das Wasser am Grund? Etwa vier Grad.
Zum Schluss
Fast alle Stoffe: kälter heißt schwerer. Wasser: am schwersten bei vier Grad. Merk dir: Wasser mit vier Grad sinkt. Darum friert der See oben. Zum Üben: Zeichne einen See im Winter mit Temperaturen von oben nach unten. Nächste Frage: Warum kann ein See umkippen?
Danach
