Eis heißt das Wasser (s. d.), wenn es durch genügende Abkühlung den festen Aggregationszustand angenommen hat. Man bezeichnet den Üübergang des Wassers aus seiner tropfbaren in die feste Form als dessen Gefrieren oder Erstarren. Dies geschieht in der Regel bei 0 Celsius (C.) oder Réaumur (R.) oder ＋ 32 Fahrenheit (F.). Es tann jedoch (wie Fahrenheit 1721 zuerst fand) das Wasser bei vollkommener Ruhe selbst bei 10 C. Kälte, und auch darunter, flüssig bleiben. Derartige «liberkaltungeno des Wassers lassen sich auch noch durch andere Mittel künstlich bewirken. Weil bei der Überkaltung der Thermometerstand tiefer als bei 0 C. steht, so sagen manche statt «überkaltungo Unterkaltung oder Unterkühlung. Der Sprachgebrauch ist in dieser Richtung noch schwankend. Das Gefrieren des Wassers zu E. besteht (ähnlich den Erstarrungen vieler anderer geschmolzener Stoffe, z. B. des Schwefels, Wismuts u. s. w.) in einer Krystallisation. Die Krystallform ist hierbei hexagonal, seltener rhombisch. Die heragonalen Gestalten (Sternchen) des gefrorenen Wassers lassen sich mit einem Vergrößerungsglase beobachten an den kleinen Flocken des Schnees (s. d.); auch das Fenstereis verrät die Regelmäßigkeit seiner Teilchen. (Vgl. Schumacher, Die Krystallisation des C.v, Lpz. 1844.) Nach Tyndalls Versuchen (1862) besteht das E. überhaupt aus lauter Schneesternen. Beim Gefrieren des Wassers ordnen sich seine kleinsten Teilchen derart, daß die Dichte des entstandenen E. kleiner ist als die des noch flussigen Wassers bei C. Infolge dessen schwimmt das minder dichte E. auf dem dichtern Schmelzwasser, und es verhält sich das spezifische Gewicht des luftfreien E. zu dem des Wassers beim Gefrierpunkte wie 0,916 zuů 1. Das Wasser dehnt sich also beim Gefrieren nahezu um ½ seines Volumens aus, woraus sich die große Sprengkraft erklärt, wenn das Wasser in geschlossenen Gefäßen, welche seine Ausdehnung hindern, erstarrt. Das E. unter 0' C. zieht sich beim Zunehmen der Kälte zusammen, und dehnt sich beim Nachlassen derselben, wie die Körper überhaupt, aus. Das E. verdunstet selbst in der größten Kälte, was sich durch die Gewichtsabnahme eines der kalten Luft ausgesetzten Eisstückes ermitteln, aber auch schon daran erkennen läßt, daß die scharfen Kanten und Ecken des E. sich langsam abstumpfen. Das reine C. ist in dünnen Scheiben farblos durchsichtig, in dicken Schichten grünlich, auch bläulich bis tiefblau, was besonders bei Spalten und Höhlen der Gletscher (. d.) hervortritt. Das E. bricht vermöge seiner Krystallisation das Licht doppelt, was jedoch erst mittels feinerer Versuche nachweisbar ist. Trockenes E. leitet die Wärme und Elektricität schlecht. Das E. läßt größtenteils die leuchtenden Wärmestrahlen durch, nicht aber die dunkeln, welche es absorbiert, sich dadurch erwärmt und schmilzt; seine spezisische Wärme ist, wenn die des Wassers gleich 1 genommen wird, nach Heß (1850) 0,5. Wenn das E. schmilzt, so bedarf es zur Lockerung seiner Teilchen, sowie zur Überwindung des darauf wirkenden Luftdrucks, einer mechan. Arbeit, welche durch Zuführung einer bestimmten Wärmemenge geleistet wird. Letztere, weil sie zur Disgregationsarbeit, d. i. zum Schmelzen des E., verbraucht wird, wirkt nicht auf das Thermometer, sie hieß ehedem allgemein die latente Wärme; seit neuerer Zeit nennt man die zum Schmelzen verbrauchte Wärmemenge Schmelzungswärme oder Flüssigkeitswärme. Wenn man 1 kg zerstoßenes E. von 0O' C. mit Uxg Wasser von 79 C. mischt, so wird das E. gänzlich geschmolzen und die Temperatur der 2 kg Wasser beträgt nur 0 C.; demnach sind jene 79 C. des Wassers verbraucht worden, um das E. zu schmelzen, ohne daß eine Temperaturerhöhung des Schmelzwassers eingetreten ist. Die Schmelzwärme des E. beträgt also 79 Wärmeeinheiten oder Calorien. (S. Wärme.) Weil diese Schmelzwärme des E. zu dessen Umwandlung in flüssiges Wasser von 0 C. verwendet wird, so behält ein in schmelzendem E. stehendes Thermometer konstant seine Höhe auf 0 C. so lange, bis alles E. geschmolzen ist. Soviel Wärme man auch dem schmelzenden E. zuführen mag, so wird sie nur zur Arbeit für die Verwandlung des E. zu Wasser verbraucht. Erst wenn kein Körnchen E. mehr vorhanden ist, mithin ferner keine Schmelzarbeit zu leisten ist, beginnt der Thermometerstand sich über 0² C. zu erheben. Beim Gefrieren des Wassers erfolgt ein entgegengesetzter Prozeß, bei welchem Arbeit in Wärme umgesetzt, mithin letztere so lange erzeugt wird, bis die ganze Masse gefroren ist. Es bleibt daher auch während des Gefrierens die Temperatur beständig. Beim langsamen Gefrieren gleicht sich die erzeugte oder (in älterer Sprachweise) frei werdende Wärme mit der Temperatur der Umgebung nur unmerklich aus; sie tritt dagegen auffällig hervor, sobald überkaltes Wasser zum plötzlichen Erstarren gebracht wird. Zu diesem Behufe dient am besten (s. nebenstehende Figur) ein Thermometer, dessen Gefäß in Wasser taucht, welches von einer luftleeren Glashülse umschlossen ist. Versenkt man den untern Teil dieses Instruments in eine Kältemischung, so bleibt das Wasser bei 8—10 unter Null noch flüssig. Die geringste Erschütterung bringt jedoch alles Wasser auf einmal zum Gefrieren, wobei so viel Wärme erzeugt wird, daß das Thermometer auf 0 C. steigt. Hierdurch ist nicht nur die Wärmeerzeugung beim Gefrieren dargethan, sondern auch, daß der Gefrierpunkt des Wassers selbst nach aliberkaltungo des letztern 0 C. beträgt, daß er mithin auch hier konstant geblieben ist. Weil beim Erstarren des Wassers Wärme erzeugt wird, so gefrieren die Flüsse, Seen u. s. w. nur langsam. Während ein Teil des Wassers zu E. wird, erwärmt sich der andere Teil durch die erzeugte Wärme. Dagegen erkaltet beim Aufthauen des C. das Innere desselben, infolge des Wärmeverbrauchs beim Schmelzen, unter 0 C. Und da die Schmelzwärme des E. sehr hoch ist (79 Calorien), so erfolgt auch das Aufthauen mächtiger Eismassen nur langsam. Nicht nur durch äußerste Ruhe, besonders im luftleeren Raume (s. obige Figur), läßt sich der Gefrierpunkt des Wassers herabsetzen, sondern 1 durch mächtigen Druck, weil durch diesen die Volumenverkleinerung, welche das E. beim Schmelzen erleidet, unterstützt wird. W. Thomson (1850) und Mousson (1858) haben durch sinnreich eingerichtete Versuche dargethan, daß in der That E., bei einer Temperatur unter 0 C., durch einen sehr Wuf Druck wieder tropfbar flüssig wird. Ja ousson hat gezeigt, daß Wasser unter einem Drucke von etwa 13000 Atmosphären bei 18 C. Kälte noch flüssig bleibt. Der Umstand, daß zusammengedrücktes E. schon unter 0 C. flüssig wird, bewirkt die Regelation oder das Aneinanderfrieren von Eisstücken, welche gegeneinander gepreßt werden. Hierbei schmelzen nämlich die Eisstücke in ihren Berührungspunkten; das so sich ergebende, unter 0 C. kalte Schmelzwasser entweicht in die zwischen den Eisstücken befindlichen Fugen entzieht sich dadurch dem Druck und wird folgli wieder fest. In solcher Weise können daher Eisstücke durch die bei ihrer Zusammendrückung entstehenden Brüche, Verschiebungen der Eistrümmer und durch das Wiedergefrieren des Schmelzwassers in Formen so gepreßt werden, als ob das E. plastisch wäre. Daß aber nicht wahre Bildsamkeit beim E. vorhanden ist, zeigen anderweitige Versuche, nach welchen das E. zwar eine größere Tragfestigkeit und auch etwas Clasticität und Biegsamkeit besitzt, sich jedoch unter gewöhnlichen Umständen gegen ausgiebigere spannende sowie dehnende Kräfte als spröde zeigt. Die Regelation oder das Wiedergefrieren des E., d. i. das Aneinandergefrieren von Eisstücken, wurde zuerst (1850) von Faraday zur Sprache gebracht und seitdem mehrseitig, besonders von Tyndall, den beiden Thomson, Helmholtz u. a. m. studiert und verschieden ausgelegt. Darin sind fast alle bei dieser Forschung Beteiligten einig, daß durch den Druck die Regelation beschleunigt und gefördert wird. Allein Faraday und auch andere Experimentatoren bewirkten Regelationen, wo der Druck ausgeschaltet, wo er also nicht merklich und jedenfalls sehr klein war. Stets haftete aber an der Oberfläche der Eisstücke Schmelzwasser. Eine bekannte analoge Erscheinung ist, daß sich der trockene Schnee nicht ballt, wohl aber nasser. Faraday hielt die Regelation für eine Kontaktwirkung des E., und Tyndall erklärt diese Kontaktwirkung dadurch, daß mit der Berührung der Eisstücke das an den Berührungsflächen haftende Wasser die freie Beweglichkeit seiner Teilchen einbüße, was einem Festwerden gleiche. Man hat auch daran gedacht, daß bei der Regelation der an ihrer Oberfläche schmelzenden Eisstücke im Innern und an den Haftstellen, durch die verbrauchte Schmelzwärme, eine solche Erkaltung eintritt, daß die Eisstücke aneinander gefrieren. So verschiedenartig auch die Regelation bei leichtem Drucke gedeutet worden ist, so ist doch sicher, daß erst durch mächtigen Druck Schnee und Eismassen zu einem einzigen Eisstück umgestaltet werden können. Aus dem früher erwähnten eigentümlichen Verhalten des E. bei hohem Druck erklärt sich die Geschmeidigkeit, mit welcher das vermöge seiner Schwere langsam abwärts gleitende Gletschereis die Formen der Thäler ausfüllt, sich denselben anpaßt und dabei langsam (30—60 cnn für den Tag) abfließt, über Erhöhungen wegschreitet, von steilen Wänden abstürzt und dann am Fuße derselben wieder als ganzes Gletschereis abermals abwärts rutscht. Mit der Bildung des E. in Seen und ruhig fließenden Gewässern verhält es sig eigentümlich. Es erkalten nämlich die obersten Teilchen zuerst, sinken als dichter gegen den Boden, während wärmere, also minder dichte Teilchen sich erheben. Und so erkaltet die ganze Masse durch eine von oben nach unten und auch umgekehrte „Strömung der Wasserteilchen. Ist in solcher Weise alles Wasser auf ＋ 4 C. abgekühlt, so erreicht es seine größte Dichte und jene Strömung hört auf. Erkaltet die obere Schicht unter E 4 C., so fängt sie an, sich wieder auszudehnen, und sinkt nicht mehr zu Boden. Bei fortdauernder Abkühlung bildet sich endlich eine Eisdecke. In sehr rasch strömenden Gewässern wird das Wasser durch die amechanische Strömungo gemischt, und die erste Krystallbildung des E. beginnt an dem Boden und an den Ufern. Dies kommt daher, weil da die Bewegung des Wassers wegen der Reibung am langsamsten ist, mithin die Eisbildung am wenigsten stört, und ferner weil durch die Rauhigkeit des Bodens und der Ufer das Ansetzen der Eiskrystalle am meisten begünstigt wird. Vom Boden reißt die Strömung das Grundeis nach oben. Es bildet sich schwimmendes Treibeis, welches endlich zur Eisdecke wird. Das Grundeis bildet lockere Eismassen, welche zuweilen Schlamm und Kies u. dgl. m. mit sich führen und davon ein schmutzig graues Aussehen gewinnen. Das Vorhandensein des Grundeises wurde zuerst von Plot (1705) zur Sprache gebracht, und seitdem vielseitig (Hales 1731, Hugi 1827, Strehlke 1832, Arago 1833 u. a. m.) studiert. Meerwasser und überhaupt Salzwasser erfordert zum Gefrieren eine bader Kälte als reines Wasser, und es scheidet bei der überkaltung, solange solche Lösungen schwach sind, reines C. aus. Dieser Umstand wird in kalten Regionen benutzt, sowohl um aus dem erhaltenen E. durch Schmelzen ein trinkbares Wasser zu erhalten, als auch um durch fraktioniertes Ausfrieren eine immer konzentriertere Salzsole herzustellen, aus welcher dann bei einer bestimmten tiefern Temperatur das Salz herauskrystallisiert. Als Anhaltspunkt, ob E. oder Salz bei der Überkaltung ausgeschieden wird, dient, daß immer jener Körper herauskrystallisiert, welcher austreten muß, damit die Lösung für eine bestimmte niedere Temperatur weder unter⸗ noch übersättigt, sondern gerade gesättigt erscheine. über die Erniedrigung des Gefrierpunktes beim Wasser in Salzlösungen wurden in jüngerer Zeit mehrseitig eingehendere Studien gemacht (Dufour 1860, Rüdorf seit 1861 u. s. f., Pfaundler 1876 u. a. m.). In ähnlicher Weise, wie aus Salzlösungen reines E. ausscheidet, geschieht dies auch aus schwachen alkoholhaltigen Flüssigkeiten (Wein, Branntwein), und ebenso aus gefärbten Flüssigkeiten. Aus gashaltigem Wasser tritt beim Gefrieren des letztern das Gas blasenförmig aus. Um die Temperatur des E. und Schnees herabzusetzen und dieselben dadurch in wärmerer Luft haltbarer zu machen, vermischt man dieselben mit Koch⸗ und andern Salzen. Indem ein Teil dieser Mischung sich auflöst, entsteht für diese Verflüssigungsarbeit ein Wärmeverbrauch (Lösungswärmey genannt), welcher der übrigen Mischung entzogen wird, wodurch die Temperatur derselben bedeutend herabsinkt. (S. Kältemischungen.) Die Verbreitung des E. auf der Erde ist natürlich abhängig von den innerhalb gewisser Grenzen wechselnden klimatischen Zuständen ihrer Oberfläche. In der Nähe der Kältepole, welche nicht genau mit den geogr. Polen zusammenfallen, und in Gebirgen, welche eine gewisse, nach ihrer Lage verschiedene Höhe übersteigen, gibt es nie ganz aufthauende Eismassen (ewige Eisfelder und Gletscher, s. d.), und selbst in einigen, während des Sommers kulturfähigen Gegenden Sibiriens finden sich in gewisser Tiefe unter der Oberfläche konstante, zum Teil mit Sand gemengte Eisschichten. Bei Jakutsk z. B. fand man in einem Brunnenschacht den Boden bis 127 m tief fest gefroren und zum Teil ganz aus E. bestehend. Diese konstanten Eismassen gehören mit zu den festen Bestandteilen, so gut wie die Gebirgsmassen der Erde. In den niedern Gegenden der Tropenzone bildet sich daegen niemals E., und in den gemäßigten Zonen ist es eine vorübergehende Erscheinung. Von jenen polaren Eismassen, und namentlich von den unter hohen Breiten bis in das Meer herabreichenden Gletschern, trennen sich oft große schwimmende Eismassen ab, welche man dann Eisberge (s. d.), schwimmende Eisfelder und Treibeis nennt. Jene Berge sind oft gegen 100 m über dem Wasserspiegel erhaben und bedecken Strecken von vielen Quadratkilometern. Sie haben das Ansehen von blendendweißen Kreidefelsen der sonderbarsten Formen. Frische Brüche derselben glänzen mit einer grünen oder blauen Farbe. Aus dem spezisischen Gewichte des E. hat man berechnet, daß diese Eisberge noch achtmal so tief unter das Wasser reichen, als sie sich über dasselbe erheben. Die verschiedenartig geformten schwimmenden Cismassen (Berge, Felder, Schollen) sind zuweilen mit Felsblöcken, Stein⸗ und Schuttmassen beladen, die von den Rändern der Gletscher, den Ufern der Flüsse oder des Meers auf sie stürzen, und welche sie oft weit von den Polargegenden nach dem AÄquator zu transportieren. Heftigere Kälte gibt dem E. größere Härte und Festigkeit; das E. der Polarländer läßt sich kaum mit dem Hammer zerschlagen. Vgl. Weyprecht, »Die Metamorphosen des Polareisesv (Wien 1879). Das E. findet als Wärme entziehendes Mittel dielfache Verwendung. In der Heilkunde bedient man sich desselben mit günstigstem Erfolge zur Bekämpfung von Entzündungen, da wo man früher, völlig widersinnigerweise, warme Breiumschläge applizierte. Im Haushalt benutzt man es zur Konservierung und zur Frischerhaltung von Nahrungsmitteln. (S. Eisschrank.) Durch diese immer allgemeiner werdende Verwendung ist in den größern Städten ein neuer Geschäftszweig, der