Select your language

Suggested languages for you:
Log In Anmelden
StudySmarter - Die all-in-one Lernapp.
4.8 • +11k Ratings
Mehr als 5 Millionen Downloads
Free
|
|

Die All-in-one Lernapp:

  • Karteikarten
  • NotizenNotes
  • ErklärungenExplanations
  • Lernpläne
  • Übungen
App nutzen

Dichte von Wasser

Save Speichern
Print Drucken
Edit Bearbeiten
Melde dich an und nutze alle Funktionen. Jetzt anmelden
Dichte von Wasser

Wasser ist überall – ohne Wasser könnte kein Leben auf der Erde existieren. Dabei weist es interessante Eigenschaften auf. Viele davon kannst Du im Alltag beobachten: Zum Beispiel gehen die Eiswürfel in Deinem Getränk nicht unter. Warum ist das so? Der Grund dafür liegt an den unterschiedlichen Wasserdichten von gefrorenem und flüssigem Wasser.

Dichte von Wasser: Definition

Dichte gibt ein Verhältnis von Masse und Volumen eines Stoffes an. Sie wird mit der Einheit ρ (rho) gemessen. Die Dichte eines Stoffes hängt von der Temperatur und dem Druck ab.

Bei der Begriffsdefinition von Dichte spielen auch die Masse und das Volumen eine wichtige Rolle. Die Dichte gibt an, welche Masse ein bestimmtes Volumen eines Stoffes hat.

Die Dichte ist eine Stoffkonstante und hat für einen Stoff einen bestimmten Wert. Du kannst sie mit folgender Gleichung berechnen:

m = Masse des Körpers V = Volumen des Körpers

Für die Einheiten gilt:

Die Dichte von Wasser berechnen

Um die Dichte von Wasser zu berechnen, fügst Du einfach die Werte in die Formel ein. Du benötigst hierfür die Masse und das Volumen eines Körpers.

Nehmen wir an, Du hast 1 Liter Wasser und eine Masse von 1 Kilogramm. Dann ergibt sich daraus eine Dichte von .

Die Masse ist das Gewicht. Beispiel: 1 KilogrammDas Volumen ist der Rauminhalt. Beispiel: 1 Liter

Dichte von Wasser und die Abhängigkeit der Temperatur

Die Dichte des Wassers ist abhängig von seiner Temperatur. Die Dichte verändert sich also, sobald sich die Temperatur verändert. Wie Du in der Tabelle unten sehen kannst, ist die Dichte bei gefrorenem Wasser (Eis) sehr gering. Bei 4 °C hat Wasser seine höchste Dichte und fällt ab dann wieder ab.

Temperatur in °CDichte in
00,920
40,999.972
100,999.700
200,998.209
500,988.040
700,977.760
1000,958.300

Die Dichte gibt an, welche Masse ein bestimmtes Volumen eines Stoffes bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck hat.

Formelzeichen: Einheiten:

Die Dichte von Flüssigkeiten kann mit Aräometern gemessen werden.

Dichteanomalie des Wassers

Die Dichte eines Stoffes ist temperaturabhängig. In der Regel werden Stoffe dichter, je kälter sie werden. Die Teilchen, aus denen ein Stoff besteht, bewegen sich mit sinkender Temperatur weniger stark und können so dichter gepackt werden. Bei Wasser sieht das jedoch anders aus.

Die Dichte von Wasser ist am größten und das Volumen am geringsten, wenn die Temperatur bei etwa bei 4 °C (3,98 °C) liegt. Die Dichte beträgt dann .

Bei 4 °C erreicht Wasser seine größte Dichte und sein geringstes Volumen. Kühlst Du Wasser unter 4 °C ab, nimmt seine Dichte wieder ab – das Volumen vergrößert sich. Kühlst Du Wasser auf 0 °C, wird es zu Eis, dessen Dichte noch geringer ist.

Dichte von Wasser Volumen des Wassers StudySmarterAbbildung 1: Volumen des Wassers

Wasserstoffbrückenbindungen

Wasser H₂O hat eine molare Masse von und einen Siedepunkt bei 100 °C. Schwefelwasserstoff H2S siedet bei -53 °C. Bei Zimmertemperatur ist es also gasförmig – bei fast doppelt so großer Molekülmasse.

Dieses Phänomen beruht auf der Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wasserstoffatomen und den Sauerstoffatomen benachbarter Moleküle. Die Elektronen, der kovalenten Bindung von Sauerstoff und Wasserstoff, werden von den stark elektronegativen Sauerstoffatomen nah herangezogen. Dadurch entsteht am Sauerstoff eine negative und am Wasserstoff eine positive Partialladung.

Partialladung oder auch Teilladung ist die unterschiedliche Ladung von zwei Bindungspartnern (Atom oder Moleküle).

Bei Temperaturabsenkung unter 0 °C gefriert Wasser und wird zu Eis. Die Molekülschwingungen sind bei dieser Temperatur so gering, dass jedes Sauerstoffatom tetraedrisch (vierflächig) von vier Wasserstoffatomen umgeben ist.

In gefrorenen Wasser (Eis) ist die Dichte geringer als in flüssigen Wasser. Schmilzt das Eis jedoch, werden die Wasserstoffbrücken teilweise gelöst und es entstehen kleinere Bündel. Die meisten anderen Stoffe haben im festen Zustand die größte Dichte.

Die Wechselwirkungen zwischen Molekülen beeinflussen maßgeblich den Aggregatzustand und die chemische Reaktivität von Molekülverbindungen. Hieraus ergibt sich ihre große Bedeutung für die Entwicklung des Lebens auf der Erde.

Dichte von Wasser und Eis

Die Dichte von Wasser beträgt bei 4 °C . Beim Gefrieren dehnt sich Wasser aus. Man spricht hier auch von der Sprengwirkung. Eis, das eine Temperatur von 0 °C hat, weist eine Dichte von auf. Eis hat eine geringere Dichte als Wasser. Es nimmt also bei gleichbleibender Masse ein größeres Volumen ein. Das ist der Grund, weshalb Eis auf Wasser schwimmt.

Je nach Temperatur weist Wasser also ein anderes Verhalten auf. In der unten abgebildeten Zeichnung kannst Du sehen, dass im Winter das Wasser am Grund des Sees nicht gefroren ist. Daher ist es den Fischen und anderen Lebewesen möglich zu überleben, obwohl die Oberfläche gefroren ist.

Dichte von Wasser Anomalie des Wassers StudySmarterAbbildung 3: Dichteanomalie des Wassers

Dichte von Wasser - Das Wichtigste

  • Die Dichte gibt an, welche Masse ein bestimmtes Volumen eines Stoffes hat.
  • Bei Wasser beträgt die Dichte 997 kg pro Kubikmeter.
  • Gefrorenes Wasser (Eis) hat eine geringere Dichte als nicht gefrorenes Wasser – deshalb schwimmt Eis über Wasser.
  • Die Dichte lässt sich berechnen, indem Du die Masse durch das Volumen teilst.
  • Beachte, dass die Dichte von Wasser temperaturabhängig ist.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Dichte von Wasser

Die Dichte gibt an, welche Masse ein bestimmtes Volumen eines Stoffes hat. Bei Wasser beträgt die Dichte 997 Kilogramm pro Kubikmeter. 

Du kannst die Dichte errechnen, indem du die Masse (also das Gewicht) durch das Volumen teilst. 

Bei ca. 4°C hat Wasser eine Dichte von ca. 1 Gramm pro Kubikzentimeter. 

Ja. 
Die Dichte ändert sich je nach Temperatur. 

Finales Dichte von Wasser Quiz

Frage

Was hat die Titanic mit der Anomalie des Wassers zu tun?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Titanic kollidierte mit einem Eisberg, der auf dem Ozean schwamm. Dies war nur möglich, weil Eis eine geringere Dichte hat und somit auf dem Wasser schwimmt. 

Frage anzeigen

Frage

Bei welcher Temperatur ist die Dichte von Wasser am größten? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Dichte ist bei etwa 4°C am größten, genau genommen bei 3,98°C. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Anomalie des Wassers? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Anomalie des Wassers beschreibt das Dichteverhalten von Wasser. Die Dichte nimmt von einem flüssigen zum festen Zustand wieder ab. Damit ist Wasser das einzige bekannte Molekül oder Element, das diese Eigenschaft besitzt. 

Frage anzeigen

Frage

Wie verändert sich das Volumen mit der Anomalie des Wassers? 

Antwort anzeigen

Antwort

Das Volumen nimmt entsprechend der Dichteverringerung wieder zu. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Ursache für die Anomalie des Wassers? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Ursache liegt in den Wasserstoffbrückenbindungen, die im festen Zustand ausgebildet werden. Dadurch werden die Moleküle untereinander auf Abstand gehalten. 

Frage anzeigen

Frage

Wann sind die Moleküle des Wassers am dichtesten gepackt? 

Antwort anzeigen

Antwort

im kalten Wasser

Frage anzeigen

Frage

Warum können die Moleküle nicht bei höheren Temperaturen enger gepackt werden? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Bewegung der einzelnen Moleküle steigt ebenfalls bei steigenden Temperaturen. Sie würden sich gegenseitig behindern und können dadurch nicht enger beieinander liegen. 

Frage anzeigen

Frage

Warum ist die Anomalie des Wassers bei kalten Temperaturen von Vorteil? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Anomalie des Wassers lässt das schwere Wasser absinken. Es gefriert nicht wie die Oberfläche. Dadurch können Fische im kalten, aber flüssigen Wasser überwintern. 

Frage anzeigen

Frage

Warum ist die Anomalie des Wassers im Sommer vorteilhaft? 

Antwort anzeigen

Antwort

Viele aquatische Lebewesen würden die Temperaturschwankungen nicht ertragen. Wenn das Wasser sich im Sommer dauerhaft aufheizen würde, würden viele Lebewesen sicherlich an einem Hitzetod sterben. 

Frage anzeigen

Frage

Sind Fische poikilotherm oder homoiotherm? 

Antwort anzeigen

Antwort

poikilotherm

Frage anzeigen

Frage

Was bedeutet poikilotherm? 

Antwort anzeigen

Antwort

Poikilotherme Tiere wie zum Beispiel Fische sind auf die Temperatur ihrer Umgebung angewiesen. Ihre eigene Körpertemperatur passt sich entsprechend an. Umso wichtiger ist die Anomalie des Wassers 

Frage anzeigen

Frage

Welche Rolle spielt die Anomalie des Wassers für Landlebewesen in kalten Regionen? 

Antwort anzeigen

Antwort

In kalten Regionen sorgt die Anomalie des Wassers dafür, dass sich auch die Tiere an Land weiter ernähren können. So sind Eisbären darauf angewiesen, dass das Wasser für die Robben flüssig bleibt. Auch der Mensch ist daraus angewiesen, dass er im Winter angeln kann, um sich selbst zu versorgen. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist eine Anomalie? 

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Anomalie bezeichnet eine Eigenschaft, die von der Norm abweicht. Im Falle des Wassers beschreibt sie die Eigenschaft, dass die Dichte von flüssig zu fest abnimmt. 

Frage anzeigen

Frage

Nenne die drei Isotope, die Wasserstoff ausbilden kann. 

Antwort anzeigen

Antwort

  • Protium 
  • Deuterium 
  • Tritium 
Frage anzeigen

Frage

​Wie wird schweres Wasser noch genannt?

Antwort anzeigen

Antwort

Man bezeichnet es auch als Deuteriumoxid. 

Frage anzeigen

Frage

Aufgrund des Deuteriumisotops verändern sich die Stoffeigenschaften. Schweres Wasser ist deutlich reaktiver als normales Wasser. 

Antwort anzeigen

Antwort

Falsch. 

Frage anzeigen

Frage

Warum ist Deuteriumoxid ein schlechtes Lösungsmittel? 

Antwort anzeigen

Antwort

Aufgrund der erhöhten Molekülmasse läuft die Dissoziation des Wassers langsamer ab und benötigt mehr Energie, was sich auch auf die zu lösenden Stoffe auswirkt. 

Frage anzeigen

Frage

Was unterscheidet Deuterium und Protium?

Antwort anzeigen

Antwort

Deuterium besitzt im Kern genauso wie Protium ein Proton, allerdings noch zusätzlich ein Neutron, wodurch die höhere Molekülmasse entsteht. 

Frage anzeigen

Frage

Ab welcher Menge im Organismus wirkt schweres Wasser giftig? 

Antwort anzeigen

Antwort

50%

Frage anzeigen

Frage

Welche Auswirkungen hat schweres Wasser im Organismus? 

Antwort anzeigen

Antwort

Aufgrund der fehlenden Wasserstoffbrückenbindungen wirkt es in hohen Mengen giftig. Dabei wird vor allem die Mitose unterdrückt, sodass Gewebe nicht schnell genug nachwächst.

Frage anzeigen

Frage

Wofür wird schweres Wasser im Kernkraftwerk verwendet? 

Antwort anzeigen

Antwort

Im Kernkraftwerkt dient schweres Wasser als Moderator. Es absorbiert weniger Neutronen, hat aber die gleiche Moderator-Wirkung wie normales Wasser. 

Frage anzeigen

Frage

In der NMR- und IR-Spektroskopie wird schweres Wasser vor allem für die Analyse von Proteinen und Nukleinsäuren verwendet, da sich die Signale deutlicher unterscheiden. 

Antwort anzeigen

Antwort

Richtig. 

Frage anzeigen

Frage

Schweres Wasser kommt natürlich vor. Ein Atom von 9000 Wasserstoffatomen ist ein Deuterium-Isotop. 

Antwort anzeigen

Antwort

Richtig. 

Frage anzeigen

Frage

Wann wurde schweres Wasser erstmals entdeckt? 

Antwort anzeigen

Antwort

Schweres Wasser wurde zuerst 1933 entdeckt. Man fand jedoch schnell heraus, dass es für Kernreaktoren verwendet werden kann. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Rolle spielte schweres Wasser im Zweiten Weltkrieg? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Deutschen versuchten, eine Schwerwasseranlage in Norwegen zu übernehmen, um das schwere Wasser für ihre Uranexperimente zu verwenden, woraus später die Atombombe entstehen sollte. Diese Versuche wurden jedoch von den Alliierten durch Sabotage und Bombardierung verhindert. Dadurch erhielten die Deutschen in dieser Zeit keine Möglichkeit, die Atombombe zu entwickeln. 

Frage anzeigen

Frage

Für welche Krankheit sollte schweres Wasser als Heilmittel verwendet werden? 

Antwort anzeigen

Antwort

Schweres Wasser sollte aufgrund seiner Eigenschaft, die Mitose zu stoppen, als Krebsheilmittel verwendet werden. Die Schäden im Organismus selbst waren zu verheerend, weshalb der Ansatz dann nicht mehr weiterverfolgt wurde. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist Dichte?

Antwort anzeigen

Antwort

Dichte gibt ein Verhältnis von Masse und Volumen an. 

Frage anzeigen

Frage

Wie wird Dichte gemessen?

Antwort anzeigen

Antwort

Man misst die Dichte mit der Einheit Rho. 

Man teilt die Masse durch das Volumen. 

Frage anzeigen

Frage

Ist die Dichte des Wassers abhängig von der Temperatur?

Antwort anzeigen

Antwort

Ja

Frage anzeigen

Frage

Gehen Eiswürfel in einem Glas Wasser unter?

Antwort anzeigen

Antwort

Ja

Frage anzeigen

Frage

Warum gehen Eiswürfel nicht unter?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Dichte von Eis ist geringer als von Wasser. 

Frage anzeigen

Frage

Wann hat Wasser seine größte Dichte und gleichzeitig sein geringstes Volumen?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei etwa 4°C hat Wasser eine Dichte von 1 Gramm pro Kubikzentimeter.

Frage anzeigen

Frage

Überleben Fische oder andere Lebewesen in einem See, wenn der See gefroren ist?

Antwort anzeigen

Antwort

Ja. 
Am Grund des Sees ist das Wasser nicht gefroren. Es herrscht dort eine andere Temperatur und deshalb eine andere Dichte. Die Lebewesen können dort also überleben, obwohl die Oberfläche gefroren ist. 

Frage anzeigen

Frage

Welche besondere Eigenschaft hat Wasser im Bezug auf seine Dichte?

Antwort anzeigen

Antwort

Wasser ist anders als die meisten anderen Stoffe. Betrachtet man die Dichte, so kannst du erkennen, dass die Dichte von Wasser in gefrorenen Zustand besonders niedrig ist. Dann steigt die Dichte bis zu ihrem Höhepunkt bei 4°C an und erreicht die höchste Dichte und fällt dann bei steigender Temperatur weiter ab. 

Frage anzeigen

Frage

Was benötigst du zur Berechnung von Wasserdichte?

Antwort anzeigen

Antwort

Volumen

Frage anzeigen

Frage

Wieso ist Wasser so wichtig?

Antwort anzeigen

Antwort

Wasser ist überall. Ohne Wasser gibt es kein Leben. 

Frage anzeigen

Frage

Bei welcher Temperatur hat Wasser seinen Siedepunkt?

Antwort anzeigen

Antwort

100°C

Frage anzeigen
60%

der Nutzer schaffen das Dichte von Wasser Quiz nicht! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Finde passende Lernmaterialien für deine Fächer

Alles was du für deinen Lernerfolg brauchst - in einer App!

Lernplan

Sei rechtzeitig vorbereitet für deine Prüfungen.

Quizzes

Teste dein Wissen mit spielerischen Quizzes.

Karteikarten

Erstelle und finde Karteikarten in Rekordzeit.

Notizen

Erstelle die schönsten Notizen schneller als je zuvor.

Lern-Sets

Hab all deine Lermaterialien an einem Ort.

Dokumente

Lade unzählige Dokumente hoch und habe sie immer dabei.

Lern Statistiken

Kenne deine Schwächen und Stärken.

Wöchentliche

Ziele Setze dir individuelle Ziele und sammle Punkte.

Smart Reminders

Nie wieder prokrastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Trophäen

Sammle Punkte und erreiche neue Levels beim Lernen.

Magic Marker

Lass dir Karteikarten automatisch erstellen.

Smartes Formatieren

Erstelle die schönsten Lernmaterialien mit unseren Vorlagen.

Gerade angemeldet?

Ja
Nein, aber ich werde es gleich tun

Melde dich an für Notizen & Bearbeitung. 100% for free.