Die Viskosität von Wasser nimmt mit dem Druck unter 33 Grad Celsius ab
Bei den meisten Flüssigkeiten steigt die Viskosität mit dem Druck -- bei kaltem Wasser sinkt sie.
Wissenschaftliche Erklärung
Wenn man eine normale Flüssigkeit unter Druck setzt, werden die Moleküle enger zusammengedrängt, ihre Beweglichkeit nimmt ab, und die Viskosität steigt. Wasser verhält sich unterhalb von etwa 33 Grad Celsius umgekehrt: Die Viskosität sinkt zunächst mit steigendem Druck. Das Wasser wird also duennflüssiger, obwohl man es komprimiert.
Der Schlüssel zum Verständnis liegt wieder im Wasserstoffbrücken-Netzwerk. Bei niedrigen Temperaturen bildet Wasser ein ausgedehntes, relativ starres Netzwerk, das die Beweglichkeit der Moleküle einschränkt und zu einer hohen Viskosität führt. Unter Druck wird dieses Netzwerk teilweise aufgebrochen — die teträdrische Ordnung geht zurück, und die Moleküle können sich freier aneinander vorbeibewegen. Die verringerte Netzwerkstruktur überwiegt den normalen Kompressionseffekt, und die Viskosität sinkt.
Oberhalb von 33 Grad Celsius ist das Netzwerk durch die thermische Energie bereits so stark gestört, dass der Druckeffekt auf die Struktur keine Rolle mehr spielt. In diesem Bereich dominiert der normale Kompressionseffekt, und die Viskosität steigt mit dem Druck wie bei den meisten Flüssigkeiten.
Alltagsrelevanz
Dieser Effekt ist subtil, hat aber Konsequenzen in der Tiefsee. Kaltes Tiefenwasser ist unter dem Druck der darüberliegenden Wassersäule etwas weniger viskos, als man bei der dortigen Temperatur ohne Druckeffekt erwarten würde. Das beeinflusst die Strömungsgeschwindigkeit in der Tiefsee und die Sinkrate von Partikeln — ein Faktor, der in ozeanografischen Modellen berücksichtigt wird. Auch in der Lebensmitteltechnologie, etwa bei der Hochdruckpasteurisierung, spielt das ungewöhnliche Viskositätsverhalten von Wasser eine Rolle für die Prozessgestaltung.