Wasser

Wasser
Summenformel	H₂O
Molare Masse	18
Erscheinungsform	flüssig
Schmelzpunkt	0 °C
Siedepunkt	100 °C

Wasser-Quelle

Wasser ist ein Stoff, dessen Molekül aus zwei Wasserstoff-Atomen und einem Sauerstoff-Atom besteht. Die Formel ist H₂O. Die korrekte wissenschaftliche Name für Wasser wäre demnach Diwasserstoffmonoxid. Es ist das einzige natürlich vorkommende Oxid, das unter Normalbedingungen flüssig ist.

Der Grieche Thales von Milet behauptete im 6. Jahrhundert vor Christus, alle Materie bestehe letztendlich aus Wasser. Wasser war der einzige damals bekannte Stoff, der sowohl fest als auch flüssig und gasförmig vorliegt. Aristoteles nannte es eins der vier Elemente.

Die Bezeichnung Wasser wird im besonderen für den flüssigen Aggregatzustand verwendet. Im festen (gefrorenen) Zustand spricht man von Eis, im gasförmigen Zustand von Wasserdampf. Wasser ist die einzige chemische Verbindung auf der Erde, die in der Natur in allen drei Aggregatzuständen vorkommt.

Die Bezeichnung „Wasserdampf“ für gasförmiges Wasser ist eigentlich irreführend, denn unter Dampf versteht der Physiker eine Ansammlung von winzigen flüssigen Tröpfchen in der Luft. Leider gibt es für gasförmiges Wasser keinen passenden Begriff, daher spricht der Fachmann meist von gasförmigem Wasser, um Missverständnisse zu vermeiden.

Wasser spielt in allen Kulturen eine fundamentale Rolle, da das Überleben von Pflanzen, Tiere und Menschen davon abhängt. Deshalb waren Quellen häufig Orte der Verehrung von Gottheiten, und auch im Christentum finden sich mit Weihwasser und Taufe Elemente der Wasserverehrung.

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1 Statistik

Modelle des Wassermoleküls H₂O

Mit 73 Prozent ist der größte Teil der Erdoberfläche von Wasser bedeckt, besonders die Südhalbkugel und als Extrem die Wasserhalbkugel. Nur 2,5 Prozent des irdischen Wassers liegen allerdings als Süßwasser vor, wovon 2/3 in Gletschern und ständigen Schneedecken gebunden ist, so dass nur 1/3 als Grund- und Oberflächenwasser für die Trinkwassergewinnung nutzbar ist.

Etwa drei Milliarden Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Pro Jahr sterben rund 1,5 Millionen Kinder an Krankheiten, die auf verschmutztes Wasser zurückzuführen sind.

2 Wasser in der Technik

Die Gewichtskraft von Wassermassen wird in den verschiedenen Wassermühlen und Wasserturbinen zur Gewinnung von mechanischer oder elektrischer Energie genutzt. Beim durch Wasserschlag pumpenden Wasserwidder kommt zusätzlich die geringe Kompressibilität von Wasser dazu.
Dampf wird genutzt in Dampfturbinen die in vielen modernen Kraftwerken vorkommen um die primär erzeugte Wärme zunächst in mechanische Energie und schließlich mit einem Generator in elektrische Energie umzuwandeln. Die (Kolben-)Dampfmaschine war vor allem in der industriellen Revolution von Bedeutung.
Eismaschinen dienen der Verarbeitung von Speiseeis und Herstellung von Eiswürfel und Scherbeneis, die Eisbearbeitungsmaschine zum Glätten der von Kunsteisbahnen. Iglus sind Gebäude aus Eis.

Bei der Wärmeübertragung dient Wasser für Heizung oder in der Wasserkühlung und die Erzeugung von Kälte durch Verdunstung, etwa in Kühltürmen. Kältemaschinen funktionieren auf Basis der Adsorption von Ammoniak in Wasser oder Wasserdampf in (wässriger) Lithiumbromid-Lösung.

Wasser dient kalt und warm zum reinigenden Waschen (eventuell mit Detergentien oder Laugen oder Säuren), Lösen (Auslaugen von Salzlagerstätten), Trennen über Chromatographie oder Extraktion (Aufgussgetränke), Umkristallisieren (Abbinden von Gips, Zement, (zusammen mit Kohlenstoffdioxid:) Kalk; jedoch auch Reinigen von löslichen Substanzen im Chemielabor). Als Druckstrahl zum Spülen, Brausen, Hochdruckreinigen eventuell mit abrasivem Zusatzstoff, und zum Wasserstrahlschneiden auch etwa im hygienesensiblen Bereich der Lebensmittelindustrie.

In Form von Gel wird Wasser als Schallübertragungsmedium vom Sensorkopf zum menschlichen Körper bei der Ultraschalldiagnostik genutzt. Wasser ist Schallübertragungsmedium beim Echolot.

Wasser kann auch zur Schalldämpfung verwendet werden, z. B. im Sound Suppression System der NASA.

Als Medium mit hoher Oberflächenspannung und guter Verdunstungsrate dient Wasser zum verschieblichen Anklatschen von Beschriftungsfolie auf Schaufenstern, Autokarosserien und anderen glatten zu kaschierenden Oberflächen, ebenso als Gleit- und Dichtmittel für Saugnäpfe. Die Oberflächenspannung von Wasser erlaubt im Zusammenspiel mit Seife Seifenblasen und das Bauen von Schichten ab Moleküldicke und feiner Membrane für physikalische Experimente. Der Wasserläufer kann mittels Dellen in der Oberfläche laufen, Biofilme können sich ausbreiten, aber auch ölige Substanzen spreiten.

Ursprüngliche Hydraulik verwendet Wasser als Druckübertragungsmedium sowie als Fontänen in Springbrunnen und Wasserspielen, die auch Verdunstungskühlung und Lichteffekte ermöglichen. Das Aufbrechen von geologischen Schichten beim Fracking ist ebenfalls eine Hochdruckanwendung.

Durch Wasser erzeugter Auftrieb erlaubt Schiffen, Bojen und Lebewesen das Schwimmen. Ballasttanks helfen, unbeladene oder ungleichmäßig beladene Schiffe zu stabilisieren und U-Booten, auf- und abzutauchen. Es gibt Seilbahnen und Lifte, die im Gegenzug von Wasserballasttanks gezogen bzw. gehoben werden.

Wasser als Dissoziationsmedium dient für Elektrolyse, Galvanik, Akku- und Batterietechnik, sowie in alten Kraftwerken als Strom-Regelungstank. Weiters kommt Wasser als Lösungsmittel aller wässrigen Chemie, ob beim Mikroverfahren der Tüpfelplatte, dem grafisch wirksamen Entwickeln fotografischer Platten und Filme oder der großtechnischen Herstellung von Nitramoncal aus Ammoniak und Salpetersäure, zum Einsatz.

In der Medizin dient Wasser als lösendes Medium zum Injizieren oder Infundieren von Stoffen in den Körper, um den Wasserhaushalt des Körpers zu korrigieren, zum Aufweichen harter Haut oder von Nägeln oder zum Spülen des Darms. Das Kopfhaar mit Wasser reversibel aufzuquellen und in Wellen und Locken zu formen, ist Friseurhandwerk.

Weidenruten, Peddigrohr etc. werden in Wasser gelegt zum Flechten biegsam gemacht. Hartholz wird unter Wasserdampf zu Bugholzmöbeln geformt.

Wasser kann Infrarotstrahlung aus Glühlampenlicht ausfiltern und absorbiert ionisierende Strahlung im Abklingbecken von Kernkraftwerken.

Reinstwasser leitet Strom schlecht. Erst wenn andere Stoffe, die sich in Ionen auflösen können, hinzukommen, kann es elektrischen Strom übertragen.

In Kernkraftwerken wird Wasser als Moderator genutzt, d. h., um Neutronen abzubremsen.