Frage 6

Frage der Woche

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Achtung Rutschgefahr!
Wenn es im Winter friert und die Straßen gefährlich glatt werden, müssen der öffentliche Straßendienst oder Hausbesitzer vor ihrem Grundstück dafür sorgen, dass niemand ausrutscht und zu Schaden kommt. Aber wie bildet sich eigentlich Glatteis oder "Blitzeis"? Voraussetzung dafür ist Regen und sehr kalte Temperaturen. Die Regentropfen kühlen sich während dem Fall durch die Kaltluftschicht auf Werte unter Null Grad ab. Beim Aufprall auf den gefrorenen Boden gefrieren die Tropfen spontan und es entsteht Glatteis. Was macht man in der Regel? Man "streut". Selbst Flugzeuge müssen durch die Enteisungsanlage, damit sie sicher starten können. Flugzeug bei nächtlicher Enteisung Bildquelle: GlobeGround-Berlin GmbH
Frage 1 (Klassenstufe 7-11)
	Mit welchem haushaltsüblichen Stoff wird im Winter Schnee und Glatteis auf den Straßen bekämpft?       Lösung: Die haushaltsüblichen Streumittel sind: Streusalz, Auftausalz oder NaCl. Durchschnittlich werden in Deutschland pro Jahr 1,8 Millionen Tonnen Salz gestreut, um Straßen und Autobahnen eisfrei zu halten.
	Welche Stoffe werden speziell bei der Flugzeugenteisung angewendet? Tipp: Im Winter kann man häufig 5-Liter Kanister mit Frostschutzmittel im Supermarkt kaufen. Schaut hier einfach mal auf das Etikett mit den Inhaltsstoffen. Der gleiche Stoff wird auch bei der Flugzeugenteisung benutzt.       Lösung: Für die Flugzeugenteisung werden Glykole und Formiate (Natrium oder Kaliumsalze der Ameisensäure) eingesetzt. Diese finden in der Regel auf Flughäfen (auch für die Start- und Landebahnen) Verwendung, da sie für den allgemeinen Verbrauch viel zu teuer sind.
Frage 2 (Klassenstufe 9-11)
	Ist erst einmal gestreut, dauert es nicht lange, bis das Eis schmilzt.   Was passiert beim Streuen, damit das Eis auftauen kann? Erkläre den Vorgang!       Lösung: Dieser Vorgang ist unter dem Ausdruck Gefrierpunktserniedrigung, oder auch Schmelzpunktserniedrigung in der Chemie bekannt. Durch das Salz im Wasser bilden sich Eiskristalle erst bei niedrigeren Temperaturen, da die Wassermoleküle durch die gelösten Ionen des Salzes "festgehalten" werden, bzw. daran gehindert werden auszukristallisieren. Eine gesättigte NaCl-Lösung bleibt bis zu -21°C flüssig, MgCl2 oder CaCl2 -Lösungen sogar bis -55°C.
Frage 3 (Klassenstufe 10-11)
	Manche gehen auch ganz freiwillig aufs Eis, zum Beispiel zum Schlittschuhlaufen. Vor allem in den Bergregionen bei konstanten Temperaturen unter -5°C sieht man häufig, dass Menschen auf zugefrorenen Seen Schlittschuhlaufen. Aber was passiert mit den Tieren und Lebewesen in einem solchen See? Wasser hat eine ganz bestimmte Eigenschaft, die für das Überleben der Seetiere bei Temperaturen unter 0°C verantwortlich ist. Bild: Tristachersee (Tirol)   Welcher außergewöhnlichen Eigenschaft von Wasser ist es zu verdanken, dass wir einerseits überhaupt auf einem See Schlittschuhlaufen und andererseits die Tiere und Lebewesen in einem zugefrorenen See überleben können?       Lösung: Wasser ist ein einzigartiger Stoff: es besitzt als Feststoff eine geringere Dichte als im flüssigen Zustand. Eis schwimmt auf Wasser, ein Phänomen, das auch als "Anomalie des Wassers" bezeichnet wird und uns aus unserem täglichen Leben bekannt ist. Ohne die Anomalie des Wassers würden Gewässer zunächst am Grund zufrieren und dann allmählich bis zur Oberfläche erstarren. Ein See würde sich zu einem riesen Einblock entwickeln und alle Lebewesen des Gewässers zerstören. Die Fähigkeit von Eis, oben zu schwimmen, ist ein essentieller Faktor für das Leben auf der Erde. Die größte Dichte erreicht Wasser bei einer Temperatur von 4°C. Alles Wasser von höherer bzw. tieferer Temperatur als 4°C ist somit spezifisch leichter. In einem See kühlt sich das Wasser bei längeren Frostperioden zunächst nur bis 4°C an der Oberfläche ab und sinkt zu Boden. Das leichtere, wärmere Wasser steigt nun an die Wasseroberfläche, bis auch dieses bis auf 4°C heruntergekühlt ist. Bei Abkühlung unter 4°C bleibt das Wasser ebenfalls an der Oberfläche und erstarrt zu Eis. Dazu entsteht durch eine solche Eisdecke auch eine isolierende Wirkung auf das Wasser darunter, so dass tiefere Gewässer nicht bis zum Grund gefrieren können.