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Beschaffenheit von Gegenständen

33 Beiträge, Schlüsselwörter: Material, Beschaffenheit

Beschaffenheit von Gegenständen

05.04.2010 um 14:00
Ich habe über die Suche nichts in diesem Forum gefunden, würde mich aber auch über Links zu bereits bestehenden Diskussionen über dieses Thema freuen, wenn es eine/mehrere gibt.


Meine Hauptfrage: Warum können beliebige Gegenstände in beliebiger Beschaffenheit nicht durch alle anderen beliebigen Gegenstände/Materialien hindurch gehen?

Diese Frage richtet sich vor allem an die Physiker und Chemiker unter euch.

Ich kann meine Hand durch Luft und flüssiges Wasser bewegen, aber nicht z. B. durch festes Holz. (Allerdings überlagern sich dann meine Hand und das Wasser bzw. die Luft nicht. Warum nicht?)
Okay, die Antwort warum Holz nicht geht gebe ich mir selbst: Aggregatszustände.
Ich kann meine Hand „durch“ flüssige und gasförmige Materialien bewegen, aber nicht durch feste. (Ja, warum eigentlich? Warum nicht durch feste?) Und warum überlagert sich das nicht, warum wird das Wasser bzw. Luft von der Hand verdrängt?

Aber zurück zur anderen Frage: Warum nicht durch festes Material?
Die Dichte von Wasserdampf durch welchen ich meine Hand leichter bewegen kann ist geringer als die von flüssigem Wasser. Die von festem Eis ist aber ebenfalls geringer. Daraus schließe ich jetzt dass es nicht mit der Dichte zusammenhängt. Oder bildet Wasser in diesem Fall eine Ausnahme?

Sehen wir uns den atomaren Bereich an. Die Atome sind doch ewig weit auseinander und halten trotzdem zusammen. (Im Rahmen der Messgenauigkeit würden wir und überhaupt alles ja eigentlich auch gar nicht existieren…) Zwischen den „Bausteinen“ der Atome (Protonen/Neutronen und Elektronen) ist wieder ewig viel Platz. Warum geht da nichts dazwischen? Warum, kann ich keine zwei Gegenständen „ineinander schieben“? Warum sind Gegenstände sozusagen voneinander Abgegrenzt? Ich kann mir vorstellen was sie zusammenhält: Die Elektronen. Sie werden um im Bestreben der Atome immer „ganz“ zu sein (8 Schalen besetzt) von mehreren Atomkernen gleichzeitig benutzt. (Bitte korrigiert mich wenn das nicht korrekt ist, mein Schulchemie liegt schon etwas zurück) Falls das nicht stimmt noch die Frage: Wie werden Gegenstände (Atome) zusammengehalten?)
Warum kann in diesen großen Abstand also nichts dazwischen? Gibt es eine Art Grenze? Woran erkennen Atome was zu ihnen gehört und was nicht? Wie ist es mit gleichen Gegenständen, wenn ich zum Beispiel ein Stück Holz auseinander schneide, warum geht das wenn ich die beiden Stücke zusammenhalte nicht wieder zusammen? Was hält sie davon ab? Geht es vielleicht wenn ich den Druck verstärke? Wie sieht das Ganze auf atomarer Ebene aus (Was passiert mit den Atomen beim zerschneiden?) Und was ist mit Gegenständen die in sich geschlossen sind, sich aber verformen lassen, eine Decke zum Beispiel, warum kann ich ein Tuch um meine Hand wickeln, aber meine Hand nicht durch das Tuch hindurchbewegen?

Hoffe hier kennt sich jemand aus.

Liebe Grüße


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Urbat2078
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05.04.2010 um 14:28
@Sockenzombie
vielleicht mal die Suchfunzze benutzen, den physikalischen Teil hast Du Dir ja größtenteils selbst beantwortet ;) Diskussion: Wieso nicht durch Wände gehen?


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05.04.2010 um 14:30
@Urbat2078
Hab ich benutzt, diesesn Tread aber leider nicht gefunden. Aber dankeschön, werde ich mir gleich mal durchlesen :)


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05.04.2010 um 15:19
Hab mir den Tread jetzt durchgelesen und auch einige Links. Ist zwar mehr oder weniger nicht direkt dasselbe Thema, allerdings ein Beispiel dazu. Trotzdem wirft es aber einige Fragen dazu auf, die ich immer noch nicht verstehe.

Also dem Tread nach wurde die Frage warum man nicht durch die Wand gehen kann größtenteils so beantwortet, dass die Elektronen um die Atome sich eben abstoßen, also die negativen Elektronen und die negativen Elektronen der Haut. Okay, aber die Wand hält doch in sich auch zusammen. Die Atome der Wand bzw. die Elektronen stoßen sich nicht ab, weil sie die Elektronen der jeweils anderen Atome mitbenutzen. Warum ist das wenn jetzt zwei feste Körper aufeinander stoßen nicht möglich. Oder wie ich oben bereits erwähnt habe, zwei Stücke eines Holzes das vorher auseinander geschnitten wurde. Warum können sich diese Elektronen dann gegenseitig nicht mehr benutzen, wo oder WAS ist hier die Grenze.
Und was noch dazu kommt (oben auch schon erwähnt) der große Abstand zwischen Atomkern und Elektronen. Da passt doch so viel dazwischen. Oder stelle ich mir jetzt vielleicht das Atommodell ganz falsch vor?
Dazu kommt ja auch noch dass das alles, diese ganzen Teilchen ständig in Bewegung sind, was mich wieder auf eine Frage bringt: warum vermixt sich das ganze eigentlich nicht. Theoretisch müssten sich ja dann, wenn ich jetzt zum Beispiel ein Stück Holz und ein Stück, keine Ahnung, nehmen wir Metall, zusammen halte / drücke, diese ganzen Teilchen ineinander vermischen oder auch Teilchen irgendwie zwischen Elektronen und Protonen/Neutronen hindurch gehen. Warum tun sie das nicht?

Hm, also da war noch ein Satz in dem Tread der mich nachdenken lies von @Kirk2 :
Physikalisch liegt es daran das die Moleküle miteinander verbunden sind, so wie ein Netz. Leg mal ein Netz auf ein anderes Netz, da fällt das obere auch nicht durch das untere.
Moleküle bestehen ja aus mehreren Atomen, wie diese verbunden sind glaub ich hab ich oben schon geschrieben, das mit dem gegenseitigen Benutzen von Elektronen. Und wie sind Moleküle untereinander verbunden?

Irgendeinen Grund muss es ja geben das ich mich durch Luft bewegen kann oder durch flüssiges Wasser, feste Gegenstände aber nicht. Und warum sich diese nicht miteinander vermischen.


Zusammenfassend: Also ich hänge noch immer bei meinen drei Fragen fest:

1. Warum kann ich mich "durch" flüssige bzw. gasförmige Materialien bewegen, durch feste aber nicht.
2. Warum überlagern sich diese Materialien nicht? (Beispiel: Wasser/Luft wird von meiner Hand verdrängt, geht aber nicht "in" sie hinein bzw. feste Gegenstände nicht durcheinander durch, die können ja schwer verdrängt werden)
3. Warum gehen feste Gegenstände die ich auseinander schneide/trenne nicht mehr zusammen? (Zum Beispiel 2 Holzstücke, bei Wasser geht es ja auch...)


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Beschaffenheit von Gegenständen

05.04.2010 um 15:43
Nadasliegt eben in der Beschaffenheit dsaterials. Feste Körper haben nunmal die Angewohnheit so beschaffen zu sein während die anderen eben anders beschaffen sind.
Je "fester" ein Material ist, desto schwieriger zu verformen.


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JPhys
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Beschaffenheit von Gegenständen

05.04.2010 um 18:23
@Sockenzombie
Sockenzombie schrieb:1. Warum kann ich mich "durch" flüssige bzw. gasförmige Materialien bewegen, durch feste aber nicht.
2. Warum überlagern sich diese Materialien nicht? (Beispiel: Wasser/Luft wird von meiner Hand verdrängt, geht aber nicht "in" sie hinein bzw. feste Gegenstände nicht durcheinander durch, die können ja schwer verdrängt werden)
3. Warum gehen feste Gegenstände die ich auseinander schneide/trenne nicht mehr zusammen? (Zum Beispiel 2 Holzstücke, bei Wasser geht es ja auch...)
1)
Weil Gase und Fluessigkeiten keine Feste Form ahben sie koennen dir ausweichen
Und das liegt daran dass Fluessigekiten aus lauter kleinen Molekuelen bestehen
Die ohnehin die ganze Zeit Wild durcheinadener wuseln
Und in Festkoerper grosse Verbaende gebildet werden in dem jedes Atom seinen Platz hat.

Wie dir vilelicht schon aufgeflalen ist
Ob Gas Fluessigkeit oder Festkoerper das ist nur eien Frage der Temperatur..

Die einzlen Teile werden duch eine Bestimmte Bindungsenergie zusammengehalten
und wenn die Energei der Thermsichen Bewegung zu gross wird reicht das nicht mehr und sie beginnen umherzufliegen...
Erst geht die Ausrichtung der Atome Verloren
Dann nennt man das Fluessigkeit
Dann der Zusammenhalt
Das nennt man dann Gas

2)Wegen Pauliprinzip koennen nicht zwei Elektronen im Gleichen Zustand sein
Wegen der lokalisierungs energie muessen die Zustaende einen gewissen Raeumlcihen Abstand haben
Und darum kann wo Materie ist nicht einfach nich mehr Materie hin...


3)
Mehrer Grueden
Beim schneiden veraederst du die struktur am schnitt
Die Oberflaechen neigen dazu mit Luft zu reagieren
es wird dir nicht gelingen die Schnitte wieder atomar passend zusammenzulegen

Kurz du kriegstd ei Struktur nicht wieder passen zusammen..
Bei Fluessigkeiten gibt es besagte Struktur nicht.
Daher das Problem auch nicht

Zwei atomar glatte Oberflaechen im Vakkum kann man uebrigens zusammenfuegen so dass der ein Druck ensteht sie waeren nie getrennt gewesen...

Wenn man es wiederzusammenfuegen will kann man es zB bei Metallen die Oberflaechen schmelzen dann fuegt es sich zusammen wie eine Fluessigkeit und dann wieder abkuehlen lassen dann wird es fest..


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05.04.2010 um 18:28
@Sockenzombie

1. Warum kann ich mich "durch" flüssige bzw. gasförmige Materialien bewegen, durch feste aber nicht.

Am Beispiel mit dem Wasser und dem Eis ist das einach zu erklären:

Bei Wasser sind die H2O-Moleküle größtenteils nicht miteinander verbunden, sie schwirren einfach nur so zum Beispiel in einem Eimer umher, sie bieten wenig Widerstand für ein anderes Objekt, welches aus Molekülen oder Atomen fester Verbindungen bestehen.
Beim Eis ist die Bewegeunsenergie der H2O-Moleküle gering genug, sodass sie sichuntereinander Verbinden können, die positive Partiallladung eines Moleküls verbindet sich mit der negativen Partialladung eines anderen Moleküls usw., sodass ein mehr oder minder festes "Gitter" aus Wassermolekülen entsteht. Du kannst dir das jetzt plastisch so vorstellen, dass die Wassermoleküle ein "Netz" gebildet haben, und ein fester Gegenstand kann diese nun nicht mehr durchdringen


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05.04.2010 um 18:29
@Sockenzombie

Ach, nimm JPhys Erklärung, die ist besser. :D


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Beschaffenheit von Gegenständen

05.04.2010 um 19:33
@Dragonfire
@JPhys

Erst mal vielen Dank für die tollen Antworten! Finde ich super erklärt.
Frage 1 hat sich für mich damit vollständig geklärt und Frage 3 auch.

Zu Frage 1 noch kurz was:
Ich nehme mal das Beispiel von dem Tread den urbat2078 gepostet hat. Mal angenommen man hätte einen Anzug, der außen (sehr sehr) sehr heiß werden kann, so heiß dass er bei Berührung Metall schmelzen würde, an, dann könnte man ja theoretisch durch eine Metallwand gehen. (welche sich in Vakuum befindet)
Allerdings würde die Wand danach keine Wand mehr sein, sondern die Form des Körpers bzw. Anzugs haben. Man muss also Dingen die man "durchqueren" will irgendwie die Bindungsenergie entziehen.
Hab gerade einen Satz in Wiki gelesen: "Eine Wärmezufuhr steigert die mittlere kinetische Energie der Moleküle und damit die thermische Energie"
Gibt es eigentlich noch eine andere Möglichkeit die thermische Energie zu erhöhen außer durch erwärmen/erhitzen bzw. ist es möglich diese Energie zu steigern ohne das das Material wärmer wird? Okay... diese Frage ist eigentlich ziemlich blöd, ich formuliere sie um, gibt es eine andere Möglichkeit außer durch Wärmezufuhr die Bindungsenergie zu verringern?

Zu Frage 2:
Das Pauliprinzip sagt mir nichts (oder ich erinnere mich einfach nicht mehr daran) und die lokalisierungs Energie auch nicht. Vielleicht bin ich deswegen so durcheinander^^
Und darum kann wo Materie ist nicht einfach nicht mehr Materie hin...
Hm, ja, das ist mir klar. Nur dieser Platz der da immer dazwischen sein soll, zwischen den einzelnen Atomen bzw. Molekülen oder zwischen Elektronen und Atomkernen, verwirrt mich irgendwie.
Wenn es aber etwas gibt wie du sagst was einen gewissen räumlichen Abstand vorschreibt ist das verständlich.
Aber werde mich darüber noch mal erkundigen, dazu finde ich sicher ein paar Internetseiten.

Vielen Dank noch mal, hat mir sehr weitergeholfen :)


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JPhys
ehemaliges Mitglied

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Beschaffenheit von Gegenständen

05.04.2010 um 20:14
@Sockenzombie
"1)Okay... diese Frage ist eigentlich ziemlich blöd, ich formuliere sie um, gibt es eine andere Möglichkeit außer durch Wärmezufuhr die Bindungsenergie zu verringern?"
Hanegt vom Material ab
Mit Wasser kann man Zb viel Salze verfluessigen die normalerweise nur bei weit uebr 1000Grad schmelzen wuerden

Wasser selbst kann man uebr druck verfluessigen.
(Es ist zB moeglich einen Stahldrahtdurch einen Eisblock zu ziehen)
Und der block ist am Ende so wie er vorher war weil das Eis hinter dem Draht wieder so gefriert wie es vorher verfluessit wurde
(Habe ich in Experimentalphysik selbst gesehen)

Im Prinzip sind die Verbindungen eines Festkoerpers auch etwas was man selektiv anregen kann.


2)
Sockenzombie schrieb:"Das Pauliprinzip sagt mir nichts (oder ich erinnere mich einfach nicht mehr daran) und die lokalisierungs Energie auch nicht. Vielleicht bin ich deswegen so durcheinander^^"
Halten Wir aber fest

a)Lokaliiserungsenergie:
Wenn du ein Elektron einsperrst braucht du dafuer Energie je kleiner der Raum desto groesser die benoetigte Energie

b)Pauli Prinzip ist wie gesagt
keine Zwei Elektronen koennen Exakt den Gleichen Zustand haben.

Das Warum ist schlecht zu Erklaehren ohne auf Quantenmechanik zurueckzugreifen...
Kennst du dich mit QM aus?
Sonst wuerde das wohl eine Weile dauern bis wir das hier genauer geklaehrt haben


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Beschaffenheit von Gegenständen

05.04.2010 um 21:03
@JPhys
JPhys schrieb:Mit Wasser kann man Zb viel Salze verfluessigen
Stimmt ja, daran habe ich gar nicht mehr gedacht...
Das mit dem Stahldraht ist mir neu, hört sich ziemlich interessant an. Ich werd das mal ausprobieren :)

Zu 2)
Ich hab schon ein wenig was über Quantenmechanik gelesen, aber würde nicht sagen dass ich mich wirklich damit auskenne. Bin mehr oder weniger momentan dabei mich da einzuarbeiten.
Wir können das aber gerne verschieben bis ich mich damit etwas besser auskenne.
Bin dir sehr dankbar für deine Hilfe!


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JPhys
ehemaliges Mitglied

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05.04.2010 um 21:17
@Sockenzombie
"Wir können das aber gerne verschieben bis ich mich damit etwas besser auskenne."

Sag wenn es soweit ist

Ich helfe immer gerne
Sockenzombie schrieb:Das mit dem Stahldraht ist mir neu, hört sich ziemlich interessant an. Ich werd das mal ausprobieren
Tut mir leid ich habe mich missversetndlich ausgedrueckt

Ich habe nicht gemeintd as ein Mensch das mit dem Ziehen machen kann...
Und das dauert auch eine ganze Weile....
Wir haben das mit einem Draht und Gewichten dran gemacht....

Wenn du versuchst an einem Draht so stark zu ziehen dass das geht scheidestb du dir wahrscheinlich in die Finger...


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05.04.2010 um 21:27
@JPhys
JPhys schrieb:Sag wenn es soweit ist

Ich helfe immer gerne
Dankeschön :) Werde ich machen.
JPhys schrieb:Ich habe nicht gemeintd as ein Mensch das mit dem Ziehen machen kann...
Und das dauert auch eine ganze Weile....
Wir haben das mit einem Draht und Gewichten dran gemacht...
Achso, okay.
Hab gerade eine Versuchsbeschreibung gefunden, da wurde es auch mit Gewichten gemacht. Werde ich testen, da bleiben meine Finger dann auch ganz^^ Danke für die Versuchsidee :)

Ich melde mich dann wieder wenn ich mich in QM genauer eingearbeitet habe.


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06.04.2010 um 18:41
Zu dem zusammenkleben, noch ein Einwurf. Wenn die Oberflächen metallischer Werkstoffe hinreichend eben und glatt sind, lassen sie sich durch aufeinanderdrücken Kaltverschweißen[de.wikipedia.org]. Das bestätigt auch das was JPhys dazu gesagt hat. Wenn du ein Objekt durchtrennst, lassen sich die Hälften anschließend nicht exakt aufeinander setzen.


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07.04.2010 um 13:31
@Sockenzombie

Materie ist nicht fest, aber dennoch können wir unsere Hände nicht durch festerscheinende Gegenstände bewegen. Das liegt ganz einfach daran, dass die Atome deiner Hände nicht wie ein Schlüssel durch die Atome der Holzscheibe passen.


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10.04.2010 um 21:45
@PeersKekse
Den Begriff Kaltschweißen hab ich zwar in meinem damaligen Praktikum einige Male gehört, mich aber nicht genauer damit beschäftigt. Danke für die Infos!

@Yoshi
Der Vergleich mit dem Schlüssel ist ähnlich wie der mit den zwei aufeinandergelegten Netzen, das habe ich soweit verstanden. Nur das mit den Zwischenräumen zwischen den Teilchen (und in den Teilchen) noch nicht so ganz, weil da ja theoretisch so viel dazwischen passen würde und dass sie sich nicht vermischen, aber wie gesagt, bin da gerade dabei mich einzuarbeiten :)


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10.04.2010 um 21:46
Oh, tut mir Leid @PetersKekse


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10.04.2010 um 21:53
@Sockenzombie
Sockenzombie schrieb:Der Vergleich mit dem Schlüssel ist ähnlich wie der mit den zwei aufeinandergelegten Netzen, das habe ich soweit verstanden. Nur das mit den Zwischenräumen zwischen den Teilchen (und in den Teilchen) noch nicht so ganz, weil da ja theoretisch so viel dazwischen passen würde und dass sie sich nicht vermischen, aber wie gesagt, bin da gerade dabei mich einzuarbeiten
Was genau hast du daran nicht verstanden? :)


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10.04.2010 um 21:58
Die Atome eines festen Gegenstandes sind ja alle mit ihren benachbarten stark verbunden. Diese Anziehung muss man erstmal überwinden, damit sich die Atome trennen. Bei flüssigkeiten ist die Energie der einzelnen Atome schon so hoch, dass sie sich dadurch bereits getrennt haben und jetzt nurnoch scheinbar sinnlos umherfliegen.
Deshalb ist es leichter die Hand durch Wasser zu schieben, als durch einen Eisblock. Die Atome des Eisblocks halten einfach noch zu stark zusammen.


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10.04.2010 um 22:18
@Yoshi
Yoshi schrieb:Was genau hast du daran nicht verstanden?
Warum in diese Zwischenräume nichts anderes rein kann versteh ich nicht ganz.
Okay, wie @light sagt, sie sind verbunden, aber was genau verbindet sie, warum geht da einfach kein Atom eines anderen Gegenstandes dazwischen? Oder anders ausgedrückt, warum muss diese Anziehung überhaupt überwunden werden, warum müssen sich die Atome trennen, weil der Platz zwischen den Atomen ist groß, da passt doch einiges dazwischen. Und auch der Platz zwischen Elektronen und Protonen/Neutronen. JPhys schrieb dass das am Pauli Prinzip liegt. Aber um das genau zu verstehen muss man sich mit Quantenmechanik ein wenig auskennen und da bin ich gerade am lernen :)

@light
Ich könnte die Frage ebenso mit flüssigem Wasser stellen. Bei flüssigem Wasser ziehen sich die einzelnen, ich glaube du meintest Moleküle, nicht Atome, untereinander nicht mehr so an. Trotzdem verdrängt meine Hand das Wasser wenn ich sie hineinhalten und überlagert es nicht. Und das versteh ich noch nicht so ganz warum das so ist.


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10.04.2010 um 22:20
@Sockenzombie
Sockenzombie schrieb:Warum in diese Zwischenräume nichts anderes rein kann versteh ich nicht ganz.
Okay, wie @light sagt, sie sind verbunden, aber was genau verbindet sie, warum geht da einfach kein Atom eines anderen Gegenstandes dazwischen? Oder anders ausgedrückt, warum muss diese Anziehung überhaupt überwunden werden, warum müssen sich die Atome trennen, weil der Platz zwischen den Atomen ist groß, da passt doch einiges dazwischen. Und auch der Platz zwischen Elektronen und Protonen/Neutronen. JPhys schrieb dass das am Pauli Prinzip liegt. Aber um das genau zu verstehen muss man sich mit Quantenmechanik ein wenig auskennen und da bin ich gerade am lernen
Sorry, da kann ich dir leider auch nicht weiterhelfen. :/


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10.04.2010 um 22:29
Trotzdem verdrängt meine Hand das Wasser wenn ich sie hineinhalten und überlagert es nicht. Und das versteh ich noch nicht so ganz warum das so ist.
Weil die Atome deiner Hand auch zusammenhalten, und wenn dann so ein einzelnes Wasser-Atom oder besser gesagt -Molekül dazwischen will, dann hat es einfach nicht genug Kraft sich dazwischenzuquetschen


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