Faszination Wasser – was ist eigentlich das kühle Nass?

Von den vier Elementen Feuer, Luft, Erde, Wasser ist letzteres das wandelbarste: Ob als Schneeflocken im Winter, Eis und Hagelkörner, die wir von den Autoscheiben kratzen, als warmer Sommerregen oder gefülltes Schwimmbecken, in das wir eintauchen. Wasser begegnet uns in den verschiedensten Formen. Es ist die einzige chemische Verbindung, die in allen drei Aggregatzuständen – flüssig als Wasser, fest als Eis und gasförmig als Wasserdampf – vorkommt. Und es birgt noch viel mehr Besonderheiten.

„Dem kann nichts das Wasser reichen“
Schon Familie gewinnt-Finalist Henrik weiß: „Welches ist das stärkste Getränk? Antwort: Wasser! Denn es kann selbst die schwersten Schiffe tragen.“ Mehr hierzu auf der Kampagnenwebsite von Familie gewinnt! Was der Zehnjährige mit einem Augenzwinkern sagt, ist gar nicht so falsch. Denn Wasser ist tatsächlich ein ganz besonders starkes und faszinierendes Element. So birgt das uns so bekannt erscheinende kühle Nass so manch sonderbare Eigenschaft, die keine andere Flüssigkeit aufweist: Wasser ist das einzige Element, dessen Dichte im festen Zustand geringer ist als im flüssigen. Das liegt daran, dass Wasser bei einer Temperatur von 3,98°C die höchste Dichte hat und beim Abkühlen unter diese Temperatur kontinuierlich und beim Gefrieren sogar sprunghaft an Volumen zunimmt, also an Dichte verliert. Das erklärt, warum Eis auf Wasser schwimmt und auf den Ozeanen eine Eisdecke bildet, die so stark ist, das selbst Polarbären auf ihr laufen können.

„20.000 Meilen unter dem Meer"
Darüber hinaus birgt Wasser die höchste Wärmekapazität aller Flüssigkeiten. Dank dieser Eigenschaft können viele Pflanzen und Tiere in den Wärme speichernden Ozeanen überleben, selbst wenn riesige Eisschichten die Oberfläche bedecken. Diese Eisschichten  sind  nämlich schlechtere Wärmeleiter als flüssiges Wasser und wirken isolierend, so dass das Wasser darunter weniger schnell abkühlt.

„Das halbvolle Wasserglas“
Ein weiteres Mal erklimmt Wasser das Siegertreppchen unter den chemischen Verbindungen, diesmal in Sachen Oberflächenspannung, die beim Wasser – neben Quecksilber – am größten ist. Mit einem Experiment kann jeder die Bedeutung dieser Eigenschaft schnell überprüfen: Füllt man ein Glas Wasser bis zum Rand und sogar noch ein bisschen voller, läuft es nicht sofort über. Die Oberfläche einer Flüssigkeit verhält sich dann ähnlich einer gespannten, elastischen Folie. Dieser Effekt ist zum Beispiel die Ursache dafür, dass einige Insekten über Wasser laufen können oder Alufolie auf Wasser „schwimmt“. Probieren Sie es mal aus! Aber Vorsicht! Sobald man die Alufolie, das Cent-Stück oder ein anderes flaches Material zu weit ins Wasser eintaucht, geht es unter. Die Erklärung für das Phänomen der Oberflächenspannung ist in der Physik begründet: Flüssigkeiten haben das Bestreben, ihre Oberfläche zu verringern. Da bei gegebenem Volumen eine Kugel die geringste Oberfläche hat, nehmen Flüssigkeiten, auf die keine weiteren Kräfte wirken, die Kugelform an. Das erklärt die Tropfenform des Regens und die gewölbte Oberfläche des bis zum Rand gefüllten Glases.

„Schneeflöckchen Weißröckchen“
Wasser fasziniert die Menschheit schon seit Jahrhunderten und bringt uns noch heute zum Staunen, zum Beispiel wenn der erste Schnee im Jahr fällt. Wasser ist unser aller Lebenselixier. Das gilt für Natur, Tier und Mensch gleichermaßen. Kein Wunder also, dass schon die großen Philosophen dem Element Wasser eine enorme Bedeutung beimaßen.