Aufgabe in der Schule zum Thema Feuerspucken

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    • Aufgabe in der Schule zum Thema Feuerspucken

      Hallöchen Ihr lieben Feuerteufel,


      der Sohn von meiner Freundin hatte folgende Frage in der Schule bei seinen Aufgaben dabei.

      Ein Feuerspucker benutzt für seine Vorstellung eine spezielle Feuerspuckerflüssigkeit. Diese ist zwar brennbar, versucht man jedoch, die Feu-erspuckerflüssigkeit in einer Glasschale zu ent-zünden, so gelingt dies nicht. Erst, wenn man die Flüssigkeit mit dem Brenner erhitzt, lässt sie sich entzünden. Eine Stichflamme entsteht dabei nicht.
      Erkläre, weshalb die Feuerspuckerflüssigkeit sich nicht in der Glasschale entzünden lässt, in eine Flamme gesprüht jedoch eine Stichflamme bildet.

      Wie würdet Ihr diese Aufgabe beantworten?

      Habt schon mal vielen Dank für Eure Antworten! *gespannt darauf bin*

      Viele Grüße
      Alinor
      "Frauen sind als Hexen verbrannt worden, einfach weil sie schön waren." Simone de Beauvoir
    • Ja die Antwort ist relativ einfach abhängig davon für welches Fach das ist sollte die antwort natürlich angebpasst werden:

      Grundsätzlich verwendet man für das [lexicon]Feuerspucken[/lexicon] eine Flüssigkeit wie [lexicon]Lampenöl[/lexicon]. da es einen relativ hohen Flammpunkt (im vergleich zu Spiritus oder Benzin) hat ist es mit dem Feuerzeug nicht entzündbar. wenn man mit einem Brenner, der sehr viel mehr Hitze und Energie liefert dei Flüssigkeit erhitzt erreicht man damit den Flammpunkt und irgendwann auch die Zündtemperatur, so dass sich das ganze von alleine entzündet auch ohne direkten Flammenkontakt.
      So der Flammpunkt kann jedoch wesentlich heruntergesetzt werden indem man die Oberfläche vergrößert. das kann man z.B da wir es von [lexicon]Lampenöl[/lexicon] haben mit eienm Docht machen oder aber indem wir es fein in der Luft zerstäuben.

      ok so aus neugierde: Für welches Fach war das? Physik? Chemie?


      Gruß Peka
    • Ich hätts jetzt auch als physikalische Chemie aufgefasst, passt in beides.
      Die Frage, welches Fach, ist im Vergleich zu "welche Klasse, wie viel Arbeit wird erwartet?" allerdings auch relativ unwichtig, weil sie sich in dem Bereich halt sowieso überschneiden.

      Ich hab das in irgendeinem anderen Post schonmal n bisschen ausführlicher gemacht, deswegen hier jetzt mal n Haufen "Stichpunkte", wo er sich dann raussuchen könnte wie ausführlich etc. das werden soll, welche Grundlagen bereits vorhanden sind etc. usw. Vor allem als Anhaltspunkt, wonach man sich anschließend bei wiki und konsorten genauer belesen kann.

      -Verbrennung ist grundsätzlich eine (stark) exotherme (und recht schnelle) oxidation, bei der ein teil der energie als licht frei wird.
      - jedes mir spontan einfallende brennbare material brennt ausschließlich in gasförmigem zustand. liegt einfach daran, das gasförmig sauerstoff und brennstoff (meist Kohlenstoff, bei organischen brennstoffen oft mit Wasserstoff dabei) sich gasförmig weit besser mit dem Luftsauerstoff vermischen kann. eine reaktion braucht immer eine gewisse startenergie, bei einer verbrennung muss die frei werdende energie diese startenergie für das jeweils nächste molekül bereitstellen. das klappt aber nur unter ausreichend guten vorraussetzungen, die im normalfall eben eine gute vermischung beinhalten. (ausnahmen könnten möglicherweise gemische wie schwarzpulver etc. sein, die selbst viel sauerstoff zur verfügung stellen, oder evt. die verbrennung in reinem sauerstoff.)
      - jedes material besitzt einen von der temperatur abhängigen dampfdruck. der besagt im grunde genommen nur, das die ganze zeit etwas vom material verdampft, und wie viel bei welcher temperatur und welchem umgebungsdruck (manchmal kommt noch sowas wie die sättigung der umgebungsathmosphäre dazu). bei stahl zb. ist das weit weniger als zb. bei wasser, das ja schon bei raumtemperatur merklich verdunstet. Allerdings wird wegen sowas zB. kein Zink in der Raumfahrt benutzt, da das im Vakuum viel zu schnell wegdampfen würde.
      - diese verdunstung findet an jeder oberfläche statt. also, selbst deutlich unterhalb des siedepunktes: mehr oberfläche -> mehr verdampfung
      - bei ausreichender verdampfung wird zunächst ein luft-brennstoff-gemisch erzielt, das ausreichend brennstoff enthält um entzündet zu werden.
      - bei "normaler" oberfläche wie zb. in der Schüssel nennt man die temperatur, die dann für ausreichende verdampfung nötig ist den flammpunkt, aber wie peka erwähnt hat:
      - nimmt man das aus vorherigen absätzen dazu: mehr oberfläche -> mehr verdampfung -> brennt schneller.

      In diesem fall (also speziell bei vernebelten flüssigkeiten) kommt dazu, das die winzigen tröpfchen auch noch ein sehr kleines volumen haben, und deswegen sehr schnell erhitzt werden können.
      also sorgt dort nicht nur die weit größere oberfläche von millionen tröpfchen im vergleich zu einer schüsseloberfläche für eine stärkere und schnellere verbrennung, sondern die tröpfchen wärmen sich auch noch extrem schnell auf. wenn sie klein genug sind, dürften die meisten von ihnen direkt beim kontakt mit der flamme vollständig verdunsten. das sorgt nicht nur für sehr viel mehr brennstoff im gasgemisch, sondern auch zu einer expansion, und, je nach flüssigkeit, tröpfchengröße etc. eben zu irgendwas zwischen stichflamme und explosion.

      Wie gesagt, das kann man beliebig kleinlich ausführen, mit ausflügen zur thermodynamik und sonstwas alles... wird für die schule nicht nötig sein, aber damit (und ggf. ein bisschen selber nachlesen) hat er genug anhaltspunkte für ein komplettes referat zu dem thema.

      War jetzt btw. nicht, was ich meinem lehrer darauf antworten würde, sondern welche antwort ich mir im optimalfall vom klassenprimus erwünschen würde, wenn ich die klasse sowohl in chemie, als auch physik hätte, mit den richtigen vorkenntnissen, und das fächerübergreifend als referatsthema oder projektaufgabe gestellt hätte... glaube ich... dauert noch ne weile bis zum referendariat.

      Aber sehr interessantes thema, und sowas hätte ich auch meinem prof in physikalischer chemie zugetraut als anspruch, wenn er mal was interessantes ohne berechnung gewollt hätte.
      "Spiel mit dem Feuer. Tu es.
      Denn man kann einem Kind hundertmal sagen, die Herdplatte sei heiß, die Bedeutung wird ihm erst in dem Moment, in dem es trotzdem drauffässt klar.
      So lernt doch jeder für sich selbst, in dem großen Spiel das Leben heißt. Und das Feuer ist einer der anspruchsvollsten, dennoch lohnendsten Mitspieler."

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von Runsler ()

    • Auf keinen Fall die Antwort von Pekasus verwenden...
      Der Flammpunkt wird auf keinen Fall herabgesetzt.

      Kleine Tröpfchen bieten dem Feuer im Verhältnis zu Ihrem Volumen eine um ein vielfaches höhere Oberfläche.
      Die notwendige Zündtemperatur wird daher bei zerstäubten Flüssigkeiten schneller erreicht als bei Unzerstäubten.
      Sobald genug Tröpfchen entflammt sind, entsteht eine Kettenreaktion, die das [lexicon]Feuerspucken[/lexicon] möglich macht.
    • Okay, in der 8. klasse sind dinge wie dampfdruck etc. noch viel zu viel, würde ich sagen^^

      da reicht es wirklich völlig zu sagen, dass dinge eben erst ab einer gewissen temperatur brennen, diese in der schale durch vorwärmen erreicht wird, und beim [lexicon]feuerspucken[/lexicon] diese winzigen tröpfchen halt sehr schnell erwärmt werden können (hohe oberfläche, geringes volumen), dann verbrennen und eben die nächsten tröpfchen aufwärmen -> kettenreaktion.

      Im gegensatz zur schüssel mit hohem volumen und geringer oberfläche, wo das erwärmen entsprechend länger dauert und für die gesamte flüssigkeit annähernd gleichmäßig passiert.
      evt. mit ergänzung, das die verbrennung immer nur dort stattfinden kann, wo auch sauerstoff und brennstoff sich mischen -> stichflamme in der schüssel kann so garnicht passieren, weil nur relativ wenig kontaktfläche vorhanden ist.

      das ein bisschen nett ausformulieren sollte völlig reichen, aber schadet ja auch nicht mehr zu wissen. grade mit feuerbegeisterten menschen im umfeld^^
      "Spiel mit dem Feuer. Tu es.
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    • Schulniveau AvB ich weiß auch das der Flammpunkt einer Substanz fix ist aber ich fand das erklärt es am besten du kannst natürlich auch sagen, dass durch die vergrößerte Oberfläche mehr brennbare Dämpfe in der Luft sind und die leicht zu entzünden sind selbst bei niedrigeren Temperaturen. Also wird die Temperatur herab gesetzt bei der die Substanz entflammbar ist. Da das keine Standard bedingungen sind auf die der Flammpunkt definiert ist (unglücklich formuliert ich weiß) verändert es diesen natürlich nicht.
    • du kannst doch nicht in einem Satz sagen, dass der Flammpunkt fix ist UND sich brennbare Dämpfe bei vergrößter Flüssigkeitsoberläche bei niedrigeren Temperaturen entzünden.

      Das ist einfach falsch.

      Kleine Tröpfchen brauchen einfach weniger Zeit um sich auf Flammpunkttemperatur auf zu heizen.
      Jedes einzelne MUSS aber genau so heiß werden wie eine ganze Schüssel voll Petroleum um selbstständig zu brennen.

      alles andere ist Falsch und gibt Punktabzug
    • richtig. der Flammpunkt wird sich nicht verändern.

      Deine [lexicon]Fackel[/lexicon] ist die Wärmequelle, die die Energie für die Entzündung des Öls liefert. Jetzt kommt es drauf an, wie das Öl die Energie aufnehmen kann. Und dies tut es über die Oberfläche. In der [lexicon]Fackel[/lexicon] ist ganz viel Energie. Ein Großteil wird als Wärme in die Umgebung abgegeben und ein kleiner Teil erzeugt Licht.

      Das Öl nimmt jetzt die Energie auf, die es mit seiner Oberfläche abgreifen kann. Und in einer Schale hat das Öl halt eine sehr kleine Oberfläche zum abgreifen. So braucht es sehr lange, bis es bis zum fixen Flammpunkt (z.B. 72°C) erwärmt wird, um selbstständig weiter zu brennen.
      Wird es jedoch in ganz kleine Tröpfchen zerstäubt, hat jeder Tropfen eine bestimmte Oberfläche, aber nur sehr wenig Volumen.
      Insgesamt steht also ganz viel Oberfläche zur Verfügung und kann so mehr Energie von der [lexicon]Fackel[/lexicon] abgreifen.

      So wird dann jeder Tropfen schneller von der [lexicon]Fackel[/lexicon] bis über den Flammpunkt erwärmt und kann selbstständig weiter brennen.
      Hinzu kommt, dass jetzt auch noch mehr Sauerstoff dazwischen ist und die Verbennung zusätzlich fördert und dass auch jeder einzelene, brennende Tropfen jetzt auch wieder Energie abgibt und die anderen entzündet. Die schon beschriebene Kettenreaktion.

      So, genug (eigentlich auch schon geschriebenen) Senf dazu gegeben ;)