Wasserphasen

Wasserphasen bezeichnen die Aggregatzustände des Wassers: fest (Eis), flüssig (Wasser) und gasförmig (Wasserdampf). Der Zustand wird von Temperatur und Druck bestimmt; unter Normalbedingungen liegt Wasser bei 0 bis 100 Grad Celsius in der flüssigen Phase, während Eis bei niedrigeren Temperaturen und Dampf bei höheren Temperaturen stabil ist.

Phasenübergänge und Übergangspunkte: Zwischen den Phasen finden Übergänge statt. Schmelzen beschreibt den Übergang von Eis zu Wasser, Gefrieren den umgekehrten Weg. Verdampfen oder Sieden beschreibt den Übergang von Flüssigkeit zu Dampf. Sublimation ist der direkte Wechsel von fest zu gasförmig, Resublimation der gegenteilige Weg. Unterkühlung oder Druckänderungen können diese Temperaturen verschieben, wodurch sich Grenzen dynamisch verschieben lassen.

Phasendiagramm: Das Phasendiagramm von Wasser zeigt, wie sich Phasen in Abhängigkeit von Temperatur und Druck zueinander verhalten. Wichtige Grenzwerte sind der Tripelpunkt bei etwa 0,01 °C und 611,657 Pa, wo Eis, Wasser und Dampf gleichzeitig existieren, sowie der kritische Punkt bei ca. 647,096 K und 22,064 MPa, oberhalb dessen keine klare Trennung mehr zwischen flüssig und gasförmig besteht.

Weitere Aspekte: Wasser besitzt mehrere Kristallformen von Eis; die übliche Eisstruktur in natürlichen Bedingungen ist Eis I_h. Unter hohem Druck entstehen weitere Eisformen (II, III, V, VI, VII). Zusätzlich kann Wasser als amorphes Eis auftreten, insbesondere bei schneller Abkühlung oder extremen Bedingungen.