Was ist Feuer? - Elizabeth Cox

Ganze Lektion unter: https://ed.ted.com/lessons/is-fire-a-solid-a-liquid-or-a-gas-elizabeth-cox

Wenn du an einem Lagerfeuer sitzt, kannst du seine Hitze spüren, den hölzernen Rauch riechen und es knacken hören. Wenn du zu nah hinkommst, brennt es in deinen Augen und sticht in deiner Nase. Du könntest ewig in die hellen Flammen starren, wie sie in endloser Inkarnation flackern und sich krümmen... Doch was genau siehst du an? Elizabeth Cox bringt Licht in das Dunkel um die Wissenschaft, die hinter Feuer steckt.

Bei einem Lagerfeuer
kannst du die Hitze spüren,

den hölzernen Rauch riechen
und es knistern hören.

Wenn du zu nah kommst,

brennen deine Augen
und es sticht in der Nase.

Du könntest ewig in
die hellen Flammen starren,

wie sie in endloser Inkarnation
flackern und sich krümmen.

Doch was genau siehst du an?

Die Flammen sind natürlich weder fest,

noch flüssig.

Beim Vermischen mit der Luft
scheinen sie wie ein Gas,

aber sichtbarer -- und vergänglicher.

Auf wissenschaftlicher Ebene
unterscheidet sich Feuer von Gas,

denn Gase können unendlich lange
im selben Zustand existieren,

während ein Feuer irgendwann ausbrennt.

Ein Fehlglauben ist,
dass Feuer ein Plasma sei,

der vierte Aggregatzustand, in dem Atome
von ihren Elektronen getrennt sind.

Im Gegensatz zu anderer Materie,
existiert Plasma, wie Feuer,

nur in instabilem Zustand auf der Erde.

Sie entstehen nur, wenn Gas
einem Spannungsfeld ausgesetzt ist

oder auf Temperaturen bis zu
10.000 Grad überhitzt wird.

Brennstoffe wie Holz und Papier hingegen
brennen bei ein paar 100 Grad --

weit unter dem Grenzwert der Substanz,
die man meistens als Plasma bezeichnet.

Wenn Feuer also kein Feststoff, keine
Flüssigkeit, kein Gas

und kein Plasma ist, was bleibt da übrig?

Tatsächlich ist Feuer gar keine Materie.

Stattdessen ist es unser
sensorisches Erlebnis

einer chemischen Reaktion
namens Verbrennung.

Irgendwie ist Feuer wie
der Farbwechsel der Blätter im Herbst,

der Duft von reifendem Obst

oder das Blinklicht eines Glühwürmchens.

All das sind sensorische Hinweise

auf den Ablauf einer chemischen Reaktion.

Das Feuer unterscheidet sich dadurch,

dass es viele unserer Sinne
zeitgleich anspricht,

was die lebhafte Erfahrung erzeugt,
die wir von etwas Physischem erwarten.

Verbrennung erzeugt
diese sensorische Erfahrung

mit einem Brennstoff,
Hitze und Sauerstoff.

Wenn die Scheite in einem Lagerfeuer
ihre Zündtemperatur erreichen,

zersetzen sich ihre Zellwände

und geben Zucker und andere
Moleküle in die Luft ab.

Diese reagieren dann
mit dem Sauerstoff in der Luft

und bilden Kohlendioxid und Wasser.

Zugleich verdampft das Wasser
in den Scheiten, dehnt sich aus,

bricht das Holz um sich herum auf und
entweicht mit einem erfreulichen Knistern.

Während sich das Feuer erhitzt,
dehnen sich das Kohlendioxid

und der Wasserdampf
aus der Verbrennung aus.

Da sie nun weniger dicht sind, steigen sie
in einer dünner werdenden Säule auf.

Die Schwerkraft erzeugt
dieses Erweitern und Aufsteigen,

das Flammen ihren typischen Kegel gibt.

Ohne Schwerkraft trennen sich
die Moleküle nicht durch Dichte

und die Flammen haben
eine ganz andere Form.

Wir können das alles sehen,

weil die Verbrennung auch Licht erzeugt.

Moleküle geben beim Erhitzen
Licht ab und dessen Farbe

hängt von der Temperatur der Moleküle ab.

Die heißesten Flammen sind weiß oder blau.

Auch die Art der Moleküle in einem Feuer
kann die Farbe beeinflussen.

Unumgesetzte Kohlenstoffatome
aus den Scheiten beispielsweise

formen kleine Rußklumpen,
die in die Flammen aufsteigen

und das orange-gelbe Licht abgeben,
das wir mit einem Lagerfeuer verbinden.

Stoffe wie Kupfer, Kalziumchlorid

und Kaliumchlorid können ihre eigenen

charakteristischen Nuancen dazu beitragen.

Abgesehen von bunten Flammen,

produziert Feuer beim Brennen
auch ständig Hitze.

Diese Hitze erhält die Flammen,

da sie den Brennstoff auf oder über
der Zündtemperatur hält.

Am Ende geht jedoch
sogar den heißesten Feuern

der Brenn- oder Sauerstoff aus.

Dann zischen die sich
windenden Flammen ein letztes Mal

und verschwinden mit einer Rauchwolke,

als ob sie niemals existiert hätten.