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E-BookEPUBDRM AdobeE-Book
192 Seiten
Deutsch
Verlag Anton Pusteterschienen am07.03.2023
Ein Sammelsurium an verblüffenden Naturphänomenen. Eine Wunderkammer zum Mitnehmen! Seit Jahrhunderten sind Menschen von den Phänomenen der Natur fasziniert, 'Kurioses' und 'Unbekanntes' wurde einst von den Reichen auch in sogenannten Kuriositätenkabinetten ausgestellt. Und heute: Das Staunen über die Wunder der Natur ist ungebrochen, die Neugierde auf Antworten ebenso. Dieses Buch gibt so vergnügliche wie auch allgemeinverständliche Antworten auf Fragen, die sich uns beim Betrachten der Welt stellen mögen. Als Ordnungsprinzip dienen die vier Urstoffe der Antike, die einst Plato derart reihte: Feuer, Erde, Luft und Wasser. Warum ist die Erdoberfläche beweglich? Wie alt wird die Erde? Lässt sich bei Schwerelosigkeit ein Feuer entfachen? Kann eine glühende Zigarette eine dampfende Benzinlache entzünden? Wie schwer ist Luft? Wie viele Teilchen stecken in unserem Atem? Liefern Eisberge Trinkwasser? In welche Wassertiefe kann ein Mensch tauchen? Erst das Verstehen führt vom Wundern zum Bewundern. Und eines ist gewiss: Das phänomenale Zusammenspiel aller Naturkräfte ist es wert, bewundert zu werden! - 160 Fragen an die vier Elemente - einfach beantwortet! - Kurioses und Wissenswertes - Ein Buch für die ganze Familie - Die antiken Urstoffe Feuer, Erde, Luft und Wasser als Leitkategorien

Univ.-Prof. i. R., hat das Lehramtsstudium Physik und Mathematik absolviert und in Theoretischer Physik promoviert. Nach Auslandsaufenthalten habilitierte er in theoretischer Teilchenphysik an der Universität Graz. Er ist Autor von Schulbüchern sowie von Sachbüchern zu Sport und Physik bzw. zu akustischen Phänomenen.mehr
Verfügbare Formate
BuchGebunden
EUR29,00
E-BookEPUBDRM AdobeE-Book
EUR18,90

Produkt

KlappentextEin Sammelsurium an verblüffenden Naturphänomenen. Eine Wunderkammer zum Mitnehmen! Seit Jahrhunderten sind Menschen von den Phänomenen der Natur fasziniert, 'Kurioses' und 'Unbekanntes' wurde einst von den Reichen auch in sogenannten Kuriositätenkabinetten ausgestellt. Und heute: Das Staunen über die Wunder der Natur ist ungebrochen, die Neugierde auf Antworten ebenso. Dieses Buch gibt so vergnügliche wie auch allgemeinverständliche Antworten auf Fragen, die sich uns beim Betrachten der Welt stellen mögen. Als Ordnungsprinzip dienen die vier Urstoffe der Antike, die einst Plato derart reihte: Feuer, Erde, Luft und Wasser. Warum ist die Erdoberfläche beweglich? Wie alt wird die Erde? Lässt sich bei Schwerelosigkeit ein Feuer entfachen? Kann eine glühende Zigarette eine dampfende Benzinlache entzünden? Wie schwer ist Luft? Wie viele Teilchen stecken in unserem Atem? Liefern Eisberge Trinkwasser? In welche Wassertiefe kann ein Mensch tauchen? Erst das Verstehen führt vom Wundern zum Bewundern. Und eines ist gewiss: Das phänomenale Zusammenspiel aller Naturkräfte ist es wert, bewundert zu werden! - 160 Fragen an die vier Elemente - einfach beantwortet! - Kurioses und Wissenswertes - Ein Buch für die ganze Familie - Die antiken Urstoffe Feuer, Erde, Luft und Wasser als Leitkategorien

Univ.-Prof. i. R., hat das Lehramtsstudium Physik und Mathematik absolviert und in Theoretischer Physik promoviert. Nach Auslandsaufenthalten habilitierte er in theoretischer Teilchenphysik an der Universität Graz. Er ist Autor von Schulbüchern sowie von Sachbüchern zu Sport und Physik bzw. zu akustischen Phänomenen.
Details
Weitere ISBN/GTIN9783702581039
ProduktartE-Book
EinbandartE-Book
FormatEPUB
Format HinweisDRM Adobe
FormatE101
Erscheinungsjahr2023
Erscheinungsdatum07.03.2023
Seiten192 Seiten
SpracheDeutsch
Dateigrösse2103 Kbytes
Illustrationendurchgehend farbig bebildert
Artikel-Nr.11167783
Rubriken
Genre9201

Inhalt/Kritik

Leseprobe

NÜTZLICHES FEUER
Wie kam das Feuer auf die Erde?

Laut griechischer Mythologie brachte Prometheus, der Sohn des Titanen Iapetos, das Feuer zu den Menschen. Er schuf die Menschen demnach aus Lehm, er lehrte sie Zahlen, Buchstaben und verschiedene Künste. Im Zuge der Aufteilung eines Opfertiers beabsichtigte er, die Götter zugunsten der Menschen zu betrügen. Als Strafe verwehrte man diesen das Feuer - Prometheus aber schmuggelte es dennoch auf die Erde. Dafür wurde er an einen Felsen gekettet und ein Adler fraß täglich an seiner ständig nachwachsenden Leber. Erst Herakles befreite ihn von seinen Qualen.

Was aber besagen heute die anthropologischen Forschungen? Wann genau unsere Vorfahren begannen, Feuer zu entfachen, ist in der Wissenschaft umstritten. Vermutlich fing der Homo erectus ( der aufgerichtete Mensch ) vor 1,8 Millionen Jahren damit an, mit Feuer zu hantieren. Das Feuer selbst zu entzünden vermochte er zu diesem Zeitpunkt vermutlich noch nicht. Unsere Urahnen nutzten vielmehr durch Blitze oder Vulkanausbrüche natürlich entstandene Brände, transportierten brennende Äste und hielten sie als Lagerfeuer am Leben. Wann aber entwickelte nun der erste Mensch die Fähigkeit, selbst Feuer zu machen? Auch diesbezüglich tappt die Wissenschaft noch immer weitgehend im Dunklen; manche Quellen behaupten, dass es bereits vor 700 000 Jahren so weit gewesen war.
Woraus besteht Feuer?

Im 17. und 18. Jahrhundert ging man davon aus, dass in brennbaren Körpern ein besonderer Stoff, Phlogiston, vorhanden sei. Bei Verbrennung entweiche dieser, so die dazumal gängige Vorstellung. In leicht brennbaren Stoffen wie Holz sei demnach besonders viel Phlogiston enthalten, es bleibe nach Verbrennung auch nur ein geringer Rückstand. Schwer brennbare Stoffe wie die Metalle Kupfer, Zinn oder Zink würden, so glaubte man, nur aus wenig Phlogiston bestehen. Dass eine brennende Kerze unter Luftabschluss erlischt, wurde damit begründet, dass Luft nur eine bestimmte Menge Phlogiston aufnehmen könne. Dieser Ansatz fußte maßgeblich darauf, dass die Körper beim Verbrennen sichtbar leichter werden.

Die Phlogistontheorie wurde Ende des 18. Jahrhunderts von Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) widerlegt. Er zeigte, dass es beim Verbrennen nicht zur Abgabe einer Substanz, sondern - ähnlich wie beim Rosten von Eisen - zu einer Oxidation (Aufnahme von Sauerstoff) kommt. Der vermeintliche Gewichtsverlust beim Verbrennen beruht auf dem Entweichen von verschiedenen Stoffen, meist in Gasform. Lavoisier verstand unter Oxidation die Verbindung eines Elements oder einer chemischen Verbindung mit Sauerstoff - und damit eine Verbrennung. Heute umfasst der Begriff Reaktionen, bei denen ein chemischer Stoff durch Abgabe von Elektronen oxidiert wird.

Verbrennt Kohlenstoff (C), so entsteht bei genügend Bereitstellung von Sauerstoff (O) Kohlenstoffdioxid:

C + O2 â CO2

Ist nicht genügend Sauerstoff vorhanden, führt die Verbrennung nur zu Kohlenstoffmonoxid (für den Menschen giftig):

C + O â CO

Wasserstoff (H) verbrennt mit Sauerstoff zu Wasser (Wasserstoffoxid):

H2 + H2 + O2 â 2 H2 O

Wasser kann somit auch als Endprodukt einer Verbrennung angesehen werden. Das Gemisch von Wasserstoff- und Sauerstoffgas nennt man Knallgas, es verbrennt explosionsartig und lautstark.

Für ein Feuer benötigt es aber nicht nur einen Brennstoff - fest, flüssig oder gasförmig - und Sauerstoff, sondern einen Zündvorgang. Dabei kommt es kurzfristig zu einer Zuführung von Energie, welche die Oxidation in Gang bringt. Diese Energie wird meist bereits in Form eines Feuers, zum Beispiel durch ein brennendes Zündholz, bereitgestellt.

Sichtbares Zeichen eines Feuers ist die Flamme. Eine Flamme ist verbrennendes Gas, das durch die Hitze im brennbaren Material entsteht und entweicht. Wenn es sehr kalt ist, kann es sein, dass die Verbrennungswärme nicht ausreicht, um Gas zu erzeugen, und die Flamme erlischt ( erfriert ).

Die hohe Temperatur in der Flamme führt dazu, dass Atome in einen höheren Energiezustand angeregt werden. Diese Energie wird in der Folge in Form von Strahlung und Licht abgegeben. Die Farbe der Flamme hängt von der Temperatur und der Art des brennenden Gases ab.
Wie wurde Feuer entzündet?

Bereits die frühesten Menschen nutzten und bewahrten Feuer, das durch Blitzeinschlag entstanden war. Wir wissen mittlerweile auch, wie sie lernten, Feuer selbst zu entfachen - das geschah mit der Hilfe von Steinen.

Ein Feuerstein (auch Silex oder im Englischen flint genannt) ist ein sehr hartes Kieselgestein. Schlägt man damit auf Pyrit (Schwefelkies) oder Markasit (ebenfalls ein Eisensulfid), so entstehen Funken: kleine entzündete Späne des Pyrits oder Markasits. Mit diesen Funken wurde sodann leicht brennbares Material - ein Zunder - entzündet. Meist handelte es sich um trockenes Moos und Gras oder einen Baumpilz, der auch den Namen Zunderschwamm trägt. Dieser Pilz (Fomen fomentarius) wächst häufig auf abgestorbenen Laubbäumen wie Buchen und Birken, er kann bis zu 30 Zentimeter groß und 30 Jahre alt werden. Das trockene Innere des Pilzes ist leicht entzündbar. Wir wissen heute sogar, dass selbst Ötzi, der Mann aus dem Eis, ein Stück Flint und einen Zunderschwamm bei sich hatte. Man fand bei ihm zwar kein Pyrit, aber Spuren davon konnten im Zunder nachgewiesen werden. Die brennende Glut transportierte er in zwei Rindenbechern. Das zeigt, dass Feuermachen - besonders bei feuchtem Wetter - nicht einfach war und dass die Mitnahme von Feuer den einfacheren Weg darstellte.

Ab dem frühen Mittelalter wurde der Pyrit durch einen Feuerstahl ersetzt, da Feuerstein auch aus Stahl Funken schlägt.

1903 erfand der Österreicher Carl Auer von Welsbach (1858-1929) den Zündstein, der in der Folge zum wichtigsten Bestandteil von Feuerzeugen wurde. Das auch Auermetall genannte Material ist eine Mischung aus 70 Prozent Cer und 30 Prozent Eisen. Die metallenen Zündrädchen des Feuerzeugs schlagen kleine, leicht entzündbare Späne aus dem Auermetall, die in der Folge Benzindampf oder Gas zum Brennen bringen.

Eine weitere archaische Methode, Feuer zu machen, nutzt die Reibung. Bewegen sich zwei Körper rasch aneinander, entsteht Wärme. Um daraus Feuer zu gewinnen, bedarf es jedoch eines speziellen Werkzeugs. Damit es zu einer raschen Bewegung und zu einer Konzentrierung der Wärme an einem Punkt kommt, wurde folgende Anordnung ausgedacht und durch Versuch und Irrtum immer weiter verbessert: Ein spitzer Holzstab wird in einer Mulde eines Holzbretts schnell gedreht. Damit dieses Feuerbohren rascher vor sich geht, wird der Stab nicht zwischen den Händen rotiert, sondern kann mittels der Schnur eines Bogens bewegt werden. Der durch das Drehen gebildete Holzstaub beginnt durch die Hitze zu glühen, um in der Folge einen Zunder zu entzünden. Diese Methode nutzen heute noch viele indigene Völker.

Eine andere Art der Entzündung von Feuer ist ebenso bereits relativ alt, denn Vorformen von Zündhölzern gab es in China schon um das Jahr 1000 n. Chr. Allerdings entzündeten sich die mit Schwefel durchtränkten Holzspäne selbst durch leichte Berührung. Aber auch die 1806 patentierten Zündhölzer waren selbstentzündlich, insbesondere durch die Beimengung von Phosphor im Zündkopf. Erst die Verlagerung des Phosphors in die Reibfläche führte zu sicheren Zündhölzern. Ein modernes Streichholz enthält im Kopf Schwefel, Kaliumchlorat sowie Leim und Paraffin, in der Reibfläche roten Phosphor und Glaspulver. Durch das Reiben entzündet sich der Phosphor. Die entstandene Wärme reicht zwar nicht für das Entzünden des Streichholzes, aber des Schwefels. Den dafür benötigten Sauerstoff liefert das Kaliumchlorat. Der brennende Schwefel entzündet sodann das Holz.
Kann bei Schwerelosigkeit ein Feuer entfacht werden?

Kann eine Kerze in einer Raumstation brennen? Die NASA hat sich dieser Frage angenommen und herausgefunden, dass sich die Flamme letztendlich immer selbst auffrisst und daher nicht sonderlich lange zu brennen vermag.

Unter Einfluss der Schwerkraft steigt bei einer Kerze das Paraffingas auf, da es leichter als Luft ist. Wegen der sich ergebenden Turbulenzen wird Sauerstoff zugeführt und das Paraffingas brennt in der Flamme weiter. Ohne Schwerkraft verbleibt das brennbare Gas um den Docht und verbrennt mit dem dort verfügbaren Sauerstoff. Sobald der Vorrat verbraucht ist, erlischt die Flamme, da kein weiterer Sauerstoff zugeführt wird.
Auf welche Weise nutzte der Mensch Feuer als Lichtquelle?
Brennendes Holz

Von der Altsteinzeit bis in das 19. Jahrhundert verwendete man Kienspäne für die Beleuchtung. Häufig fand das harzreiche Holz von Kiefern (auch Fackel- oder Feuerbaum genannt) Anwendung. Kienspäne geben ein helles Licht, brennen allerdings nur weniger als eine halbe Stunde. Unter Tage wurden...
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Autor

Univ.-Prof. i. R., hat das Lehramtsstudium Physik und Mathematik absolviert und in Theoretischer Physik promoviert. Nach Auslandsaufenthalten habilitierte er in theoretischer Teilchenphysik an der Universität Graz. Er ist Autor von Schulbüchern sowie von Sachbüchern zu Sport und Physik bzw. zu akustischen Phänomenen.