Relative Volumenbeständigkeit bei Temperatur- und Druckänderungen

Wasser ist im festen und flüssigen Aggregatzustand relativ volumenbeständig gegenüber Temperatur- und Druckeinflüssen.

Relative Volumenbeständigkeit gegenüber Temperatureinflüssen

Das Wasservolumen ist bei Temperaturveränderungen vergleichsweise beständig. Worauf ist dies zurückzuführen? Normalererweise erfahren Flüssigkeiten und Gase bei Temperaturänderungen aufgrund der Brownschen Molekularbewegung eine Volumenausdehnung. Wasser weist hier jedoch eine Anomalie auf: die sogenannte Volumen- und damit Dichteanomalie des Wassers. Eine Wassermasse m besansprucht bei 4° das geringste Volumen und erfährt sowohl bei einer Temperaturzu- als auch -abnahme eine Volumenausdehnung. Eine Unstetigkeit besteht beim Gefrieren des Wassers: Das Volumen vergrößert sich sprunghaft um 9%.

Diese Anomalie des Wassers ist durch die Molekülstruktur des Wassers bedingt. Bei sinkenden Temperatur wird die Volumenabnahme überlagert durch eine Volumenausdehnung, da die Moleküle sich zu größeren und damit sperrigeren zusammenschließen. Bei steigenden Temperaturen hingegen, wenn im Allgemeinen eine Volumenausdehnung erfolgt, zerfallen die Moleküle. Dadurch tritt eine Verringerung des Wasservolumens ein, welche die Volumenausdehnung übersteigt.

Relative Volumenbeständigkeit gegenüber Druckeinflüssen

Wasser ist ebenfalls relativ volumenbeständig bei Druckänderungen. Die relative Volumenänderung bei Druckänderungen bezeichnet man als Kompressibilität. Wasser ist in der festen und flüssigen Phase relativ inkompressibel.