Beste Michel,

Ik zal het eerst nog een beetje ingewikkelder maken voor je: beneden 0°C vind je water niet alleen maar als ijs.......

Of een stof een vaste stof, vloeistof of gas is hangt af van de bewegingssnelheid van de moleculen vergeleken met hun onderlinge (aantrekkings)krachten. En al die moleculen in een glas water hebben nou eenmaal niet allemaal dezefde snelheid. Een paar tragere moleculen zullen al gauw eventjes waterstofbruggen vormen en zo eigenlijk een eventjes een miniatuur-ijsklontje van twee moleculen vormen totdat ze weer een duwtje krijgen van de buren en terug losslaan.

Omgekeerd, in een ijsklontje zitten die watermoleculen wel redelijk aan elkaar vast, maar aan de oppervlakte van het ijsblok hebben die buitenste watermoleculen niet zo'n stevig houvast natuurlijk. Vooral vlakbij de 0°C zitten die buitenste zo los dat er eigenlijk al een flinterdun laagje vloeibaar water op dat ijsklontje zit. En terwijl ergens een los watermolecuul zich weer vastkoppelt aan het ijskristal komt er ergens anders van dat kristal weer een molecuul los.

Om het nog gekker te maken, van dat flinterdunne laagje water op een ijsklont kunnen een paar watermoleculen ook best zó'n grote duw krijgen (bijvoorbeeld van een lichtfoton) dat ze helemaal losslaan en zich als een gas gaan gedragen.

 Zet een afgesloten halfvolle pot met water (en natuurlijk ook waterdamp) in de vriezer en de meeste watermoleculen krijgen een zodanig lage snelheid dat ze zich in een kristalrooster schikken. Maar een zeker aantal zal altijd nog wel snel genoeg zijn om beweeglijk en vloeibaar te blijven, en zelfs niet alle watermoleculen uit de damp slaan neer. Zo'n watermolecuul uit de damp botst natuurlijk wel eens tegen dat blok ijs en zal daarbij zover vertragen dat het vastvriest, maar op hetzelfde moment of eventjes later slaat er ergens anders weer een ander molecuul los en de dampfase in. (dat is ook de reden dat je wasgoed bij vriesweer aan de lijn buiten prima kunt drogen. De kans dat zo'n losgeslagen molecuul weer in de buurt van dat wasgoed terugkomt is heel klein)

Kortom, bij elke (redelijke) temperatuur is er zowel ijs, water als damp, in een bepaald evenwicht. Beneden 0°C is de gemiddelde snelheid van de moleculen zó laag dat het meeste water ijs zal zijn. Maar, een paar moleculen zullen nog steeds af en toe zoveel energie verzamelen dat ze een klein beetje vloeibaar water en een nóg kleiner beetje gas kunnen vormen. Het is constant in beweging.

Als je een ijsblokje in water van exact 0°C bewaart zul je evenveel ijs houden als je had. Maar als je lang genoeg wacht zal dat ijsblokje waarschijnlijk een bolletje geworden zijn, en niet meer dezelfde individuele moleculen bevatten die jij er als ijs had ingestopt. De zaak is constant in beweging.

Ik hoop dat ik niet teveel heb uitgelegd, en dat het je vraag beantwoord heeft, of liever nog, dat je het goed begrepen hebt en nu zelf je vragen kunt beantwoorden.

Laat het maar eens weten.

Groet, Jan.

Beste Michel,

Ik ben het helemaal met Jans antwoord eens.
Het punt is dat water bij een temperatuur iets lager dan het vriespunt langzaam ijs zal worden en bij een iets hogere temperatuur het ijs langzaam zal smelten. Als de temperatuur precies gelijk is aan het vriespunt verandert er gewoon niets; de hoeveelheid ijs en de hoeveelheid water blijft constant (hoewel wel met wisselende samenstelling zoals Jan al zei).

Het is net als de volgende situatie: stel dat je een knikker op een supervlakke tafel legt. Als je de knikker een klein beetje snelheid naar links of rechts geeft, dan valt hij uiteindelijk van de tafel af. Als je hem precies stil legt, gebeurt er gewoon niets en blijf hij op dezelfde plaats op de tafel.

Groet,
Melvin