Het bovenste laagje water koelt dan af tot 0 graden of net daar beneden en bevriest. Het warmere water onder het ijs dat niet bevriest is bij een temperatuur van 4 graden of net daaronder zwaarder en zakt langzaam naar de bodem.
IJs heeft een maximale temperatuur van -0° Let wel, ik schrijf ijs bij -0° want bij +0° is het water. Het koelend effect van ijs komt minder van de temperatuur dan van de nodige smeltwarmte. Dus als ijs -20° of -0° is maakt niet het grote verschil.
Zuiver water bevriest bij 0 °C. Als je een oplossing maakt van ijs en water kun je aflezen of je thermometer daar de juiste temperatuur aangeeft.
IJs is bevroren water, dat weet iedereen. Maar minder bekend is hoe deze wereld van natuurglas precies ontstaat. Want niet alleen de temperatuur bepaalt of er ijs ontstaat, het water zelf speelt ook een rol. Dat zit zo: zuiver water bevriest bij 0 graden Celsius, maar zuiver water komt in de natuur zelden voor.
Een ijsklomp is niet anders dan een steen of eender welk ander voorwerp. Alles krijgt na verloop van tijd de temperatuur van de omgeving, dus -18 graden C in de diepvries. Het speciale van een ijsklomp is dat die niet warmer kan worden dan 0 graden, want op die temperatuur smelt ijs.
Dat bevriezen is eigenlijk het stollen van een vloeistof. Je zou zeggen dat koud water eerder bevriest omdat het sneller onder de nul graden is. Maar niets is minder waar: warm water bevriest sneller! Dat komt omdat warm water zuiverder is en minder gassen bevat.
Vanwege het plaatsgebrek worden de covalente bindingen in de moleculen in elkaar gedrukt als een springveer. Warm water staat de energie in de moleculen sneller af dan koud water. Warm water raakt daardoor sneller de opgebouwde energie kwijt en bevriest eerder.
Als de watertemperatuur rond het vriespunt zit zal het slachtoffer slechts enkele minuten bij bewustzijn blijven. Snel ingrijpen bij een drenkeling is dan ook van levensbelang. Afhankelijk van de fase van onderkoeling heeft een slachtoffer de juiste behandeling nodig.
Dit komt omdat het vriespunt van zout water een stuk lager ligt dan dat van zoet water. Hoe meer zout het water bevat, hoe lager het stolpunt ligt. Door het zout wordt het water feitelijk verdund. Hierdoor is het voor de watermoleculen moeilijker om zich aan elkaar te hechten wanneer het vriespunt bereikt wordt.
Naarmate water wordt verwarmd kan het minder gassen bevatten, die dan gedeeltelijk worden uitgestoten. De concentratie van gassen in de vloeistof heeft een effect op het vriespunt, zodat er met een hogere concentratie gassen meer tijd nodig is om te bevriezen.
Het drinken van koud water helpt je bij het verbranden van extra calorieën, omdat het je metabolisme een boost geeft. Hierdoor wordt het proces van calorieën verbranden wat versneld. Onderzoek laat zien dat je tot 70 extra calorieën per dag kan verbranden door het drinken van koud water gedurende de dag.
De ideale temperatuur voor een ijsbad ligt tussen de 4 en 6 graden. Door het koude water raakt je lichaam in shock. Het bad mag dus niet te koud zijn. Water onder de 4 graden is te koud en raden we af.
Wetenschappers meten: Water bevriest soms pas ver onder het vriespunt. Superkoeling, noemen wetenschappers het: het feit dat water soms ook onder het vriespunt van nul graden vloeibaar blijft. Theoretici schatten tot dusver dat dit tot ongeveer 40 graden onder nul zou kunnen optreden.
Het nulpunt van de temperatuurschaal van kelvin is per definitie gelijk aan het absolute nulpunt. Deze temperatuur is gelijk aan −273,15 °C en −459,67 °F.
De koudste temperatuur ooit gemeten op aarde is -89,2 graden Celsius. Die temperatuur is gemeten op de Zuidpool bij het onderzoekstation Vostokstation.
De absoluut laagste temperatuur die kan bestaan is -273,15 °C – ook wel het absolute nulpunt genoemd. Bij deze temperatuur hebben moleculen en atomen volgens de natuurwetten de laagst mogelijke energie. Zo koud is het echter nergens in het heelal.
Hoe meer zout het water bevat hoe langer het duurt voordat het stolpunt wordt bereikt. Zeewater bevriest pas bij gemiddeld -1.9 graden. Zoet water – dat nooit geheel schoon is – heeft ook een stolpunt dat iets lager ligt dan 0,0 graden Celsius, bijv. bij -0,2.
Water heeft een vriespunt van 0° graden Celsius. Dat houdt in dat bij een temperatuur van 0° graden Celsius of lager, water gaat bevriezen en het in ijs verandert. Het vriespunt van alcohol is daarentegen -114° graden Celsius.
Wanneer bevriest de zee? Terwijl zoet water bij 0°C in ijs wordt omgezet, bevriest zeewater met een zout- gehalte als dat van de Noordzee (ongeveer 35 gram zout per liter water) pas bij een watertemperatuur van -1,8 tot -2°C. De kans dat het Noordzeewater aan onze kust bevriest is overigens bijzonder klein.
De grootte van de koude schock hangt af van hoe gewend je bent aan koud water. In heel koud water treedt er al na enkele minuten een verstijving van de spieren op, waardoor verdrinking mogelijk is. Een half uur later zal het lichaam onderkoelen: het heeft dan een inwendige temperatuur van minder dan 35°C.
Acute onderkoeling is het gevaarlijkste; de lichaamstemperatuur zakt snel, vaak binnen seconden of minuten als een slachtoffer door het ijs (van een bevroren meer) zakt. Chronische onderkoeling vindt plaats als het lichaam over langere tijd onderkoeld raakt.
Aanbevelingen voor buiten zwemmen
Ga niet zwemmen bij een watertemperatuur onder de 15 graden en gebruik tot en met 18 graden altijd een wetsuit en badmuts. Zwem samen met een andere persoon en gebruik een saferswimmer zwemboei.
In tegenstelling tot wat je zou verwachten, bevriest een hoeveelheid heet water sneller dan een gelijke hoeveelheid koud water. Aanvankelijk werd lacherig gereageerd op hun bevindingen, maar het bleek te kloppen. Ook Descartes en Aristoteles hadden overigens eerder al gelijkaardige vaststellingen gedaan.
Grote hoeveelheden koude drank zorgen ervoor dat je bloed minder snel stroomt, waardoor je lichaam meer moeite krijgt met hitte afvoeren. Daarnaast hebben soft drinks, vanwege hun hoge aantal calorieën, hetzelfde effect op je lichaam als een ijsje eten – je krijgt het er alleen maar warmer van.
Koud drinken
Want als we drinken krijgen onze hersenen een seintje waardoor het dorstgevoel afneemt. En als we een koude drank nemen of een glas frisdrank, is dat signaal nog sterker. Hierdoor gaat het dorstgevoel eerder weg als we iets kouds of iets met koolzuur ('prik') drinken.