Kann ein Eisblock mit Draht „durchgeschnitten“ werden, ohne dass er zerbricht?

Der Versuch im Überblick
Mit Draht und einem Gewicht kann ein Eisblock in der Mitte durchgeschnitten werden, ohne dass er bricht.

Benötigte Materialien

  • Draht
  • Eisblock (z. B. 6 cm x 6 cm)
  • Gewicht (z. B. 3 Milchkartons)
  • Auffangbehälter für Wasser
  • Konstruktion aus 2 Besenstielen über zwei Tischen




Die Versuchsabfolge

  • stelle einen Eisblock her
  • baue eine Konstruktion so, dass der Eisblock links und rechts aufliegt und seine Mitte frei ist
  • wickle einen dünnen Draht um die frei liegende Mitte des Eiswürfels
  • befestige am unteren Ende des Drahtes ein Gewicht
  • beobachte in regelmäßigen Abständen, was mit dem Eisblock und dem Draht passiert

 


Fragen und Ideen zum Weiterforschen

  • Gelingt der Versuch anstatt mit Draht auch mit anderen Strickarten, wie z. B. Bindfaden, Wolle, Angelsehne?
  • Wie kannst du die Zeit sichtbar machen, die es dauert, bis der Eisblock „durchgeschnitten“ ist?
  • Kannst du den Eiswürfel auch an zwei Stellen mit Draht „durchschneiden“, ohne dass er bricht?
  • Baue und dokumentiere verschiedene Konstuktionen. Welche ist am besten für das Experiment geeignet?
  • Wie kannst du aus dem geschmolzenen Eisblock einen neuen herstellen, um dein Experiment, ohne neues Wasser, zu wiederholen?




Das steckt dahinter
Der Draht baut durch das Gewicht lokal ein sehr hoher Druck auf das Eis auf. Durch die Anomalie des Wassers schafft es dieser Druck, das Eis zum Schmelzen zu bringen. Wasser hat bei 4 Grad seine größte Dichte. Bei weniger als 4 Grad ist es weniger dicht, der Draht hat es also sehr leicht durch den Eiswürfel hindurchzuwandern.
Das Eis unter dem Draht beginnt zu schmelzen. Das geschmolzene Wasser wird verdrängt und der Draht „rutscht“ Stück für Stück nach. Das Wasser oberhalb des Drahtes gefriert wieder, denn die große Masse des Eisblockes hat immer noch eine Temperatur weit unter 0 Grad. Die lokale Temperaturerhöhung unter dem Draht wird also mehr als kompensiert. Der Draht kann somit durch den Eisblock wandern. Achtung! Ist der Draht einmal durch den Eisblock gewandert, fällt das Gewicht einfach zu Boden. Aber keine Sorge, der Eisblock bricht nicht. Er ist genauso intakt wie vor dem Versuch. Der Prozess dauert circa 2 – 4 Stunden.
Das Schmelzen von Eis durch Druck nutzen auch Schlittschuhfahrer. Sie können durch den leichten Wasserfilm super über das Eis gleiten, ohne dass das Eis taut.


Die Termine für die Fortbildungen zu „Forschen mit Wasser“, „Wasser in Natur und Technik“, „Technik – Kräfte und Wirkungen“, „MINT ist überall“ sowie für alle weiteren Themen finden Sie in unserem Kalender.

Schmelzender Eisblock (PDF)

15. Juli 2020