Flasche auf Flasche schlagen – warum schäumt das Bier dabei über?

Man steht nichtsahnend mit einer Flasche Bier auf einer Party und plötzlich kommt jemand vorbei und haut mit seiner Flasche oben auf besagte Bierflasche in der Hand. Mit einer schnellen Reaktion und dem Trinken von viel Schaum kann man eine Sauerei gerade noch verhindern. Aber warum schäumt ein Bier eigentlich so stark wenn man oben auf die Flasche haut. Die Physik hinter dem Partygag will ich euch heute erklären.

Bekanntermaßen enthält Bier ja Kohlensäure. Diese Kohlensäure ist in der Flüssigkeit gelöst und kann unter bestimmten Bedingungen entweichen. Grundsätzlich gilt, dass Gase sich bei hohem Druck besser in Flüssigkeiten lösen, bei geringen Druck eher entweichen. Wenn nun eine Flasche auf einen anderen Flaschenhals geschlagen wird, in dem sich Bier befindet, erzeugt dieser Schlag eine Druckwelle. Diese Druckwelle breitet sich nach unten in die Flasche aus. Am Flaschenboden wird die Welle reflektiert und wandert wieder nach oben. Dabei überlagert sie sich mit der nach unten wandernden Welle. Interferenzerscheinungen durch eben diese Überlagerung sorgen dafür, dass an manchen Stellen Regionen mit höherem Druck, an anderen allerdings auch Regionen mit deutlich geringerem Druck entstehen. An genau diesen Stellen ist der Druck so gering, dass die in der Flüssigkeit gelöste Kohlensäure entweicht und somit CO₂ freigesetzt wird. Ist erst einmal eine CO₂-Blase entstanden, fällt es der restlichen Kohlensäure leichter die Flüssigkeit zu verlassen und somit noch mehr CO₂ freizusetzen. Diese Kettenreaktion sorgt dafür, dass eine große Menge an CO₂ gleichzeitig aus dem Bier aufsteigt. Bier hat dabei die Eigenschaft, dass sich Schaum bildet, der dann schlagartig die Flasche verlässt. Die Flasche schäumt also über.

Zum Glück sind Flaschen in der Regel rund, sonst könnte das gleiche auch bei einem „Schlag“ von der Seite gegen eine Flasche passieren und das klassische Anstoßen würde in vielen Fällen zu einer großen Sauerei führen. An der runden Flaschenwand wird die Druckwelle nämlich nicht in die gleiche Richtung reflektiert, aus der sie gekommen ist und es entstehen keine Interferenzerscheinungen wie oben beschrieben.

 

Quellen:

https://www.weltderphysik.de/thema/hinter-den-dingen/bierstreich/

https://amara.org/pt-br/videos/NTKIKQ9k3Jrz/de/738890/

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Die Ozonschicht – Wie kann sie uns schützen?

Die Ozonschicht – Jeder hat schon einmal davon gehört und  auch oft, dass sie gut für uns ist bzw. ein Ozonloch sich negativ für uns auswirkt. Doch was ist Ozon überhaupt und was bewirkt es, dass seine Abwesenheit so gefährlich für uns sein kann?

Ozon ist erst einmal ein Molekül aus drei Sauerstoff Atomen (O₃). Der normale Sauerstoff, den wir zum atmen brauch besteht nur aus zwei Atomen (O₂). Grundsätzlich ist Ozon eher gesundheitsgefährdend. Es reizt Augen und Atemwege und ist somit in höheren Konzentrationen zu vermeiden. Die Ozonschicht, von der oft die Rede ist und in der eine erhöhte Ozonkonzentration vorliegt, befindet sich allerdings in etwa 15- 25 km Höhe, so dass sie für uns keine gesundheitlichen Schäden hervorrufen kann.

Viele haben vielleicht schon einmal gehört, dass das Ozon uns vor gefährlicher UV- Strahlung schützt. Das stimmt, denn Ozon wird gebildet, indem ein „normales“ Sauerstoffmolekül (O₂) durch energiereiche ultraviolette Strahlung (UV) gespaltet wird. Es entstehen also zwei einzelne Sauerstoffatome (O). Jedes dieser beiden O- Atome kann sich nun an ein anderes O₂– Molekül anheften. Ein Ozon- Molekül entsteht (O₃). Genauso kann es aber auch sein, dass die UV- Strahlung auf ein Ozon- Molekül trifft. Auch hier wird ein einzelnes Sauerstoffatom ab gespaltet und es entsteht ein O- Atom und ein O₂– Molekül . Das frei gewordene Sauerstoffatom verbindet sich wieder mit einem anderen Sauerstoffmolekül (O₂) zu einem Ozon- Molekül.

Ozon kann also durch UV- Strahlung zerstört, aber eben auch indirekt wieder gebildet werden. Die UV- Strahlung, die in der Ozonschicht zur Spaltung und Bildung von Ozon beiträgt, kann schon nicht mehr bis zu uns auf die Erde gelangen. Und auf diese Weise schützt uns das Ozon vor gesundheitsschädlicher und teilweise Krebserregender UV- Strahlung.

Natürlich gelangt immer noch ein Teil des UV- Lichts bis zu uns auf die Erdoberfläche und aus diesem Grund kann Ozon auch dort gebildet werden. Deswegen ist an Tagen mit sehr hoher Sonneneinstrahlung oft die Rede von hohen Ozon Werten. Das kann sich im Extremfall durch gereizte Augen bemerkbar machen. Im Normalfall merken wir aber nichts davon.

Das viel diskutierte Ozon- Loch befindet sich übrigens über der Antarktis, also dem Südpol. Ausläufer gelangen allerdings teilweise bis nach Australien oder Südamerika, wodurch die UV- Strahlung dort extrem hohe Werte erreichen kann.

Wissenschaftlern zufolge, konnte allerdings schon ein Rückgang des Ozonloches festgestellt werden. Das liegt vor allem daran, dass der Ausstoß Ozonschädigender Halogene (v.a. Fluor, Chlor, Brom) reduziert, und in bestimmten Bereichen sogar verboten wurde.