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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Wie entstehen Kondensstreifen?

Achtung Spoileralarm: Nein Kondensstreifen sind keine Chemtrails!!!

Auch wenn sich diese Verschwörungstheorie hartnäckig hält, haben Kondensstreifen in keinster Weise etwas mit dem absichtlichen Versprühen von irgendwelchen Chemikalien zu tun. Aber wie genau entstehen sie dann und warum können sie so unterschiedlich aussehen?

Bei der Verbrennung von Kerosin in den Triebwerken eines Flugzeugs entsteht hauptsächlich Wasserdampf und CO₂. Da Kerosin aber ähnlich wie Benzin oder Diesel kein Reinstoff ist, sondern aus vielen verschiedenen Substanzen besteht, entstehen durch die unsaubere Verbrennung einzelner Bestandteile auch Rußpartikel. Feinste Wasserdampfteilchen sind erst einmal unsichtbar. Die Rußpartikel dienen allerdings als Anlagerungsstellen für den Wasserdampf, der dort bei den in der Flughöhe herrschenden Temperaturen kondensiert. Man spricht von Kondensationskeimen. Natürlich lagert sich nicht nur ein Wasserteilchen an ein Rußpartikel. In sehr kurzer Zeit bilden sich Tropfen große Ansammlungen, die bei den dort herrschenden Temperaturen in der Regel gleich zu Kristallen gefrieren. Sobald die Gebilde eine gewisse Größe erreicht haben wird an ihnen das Licht so stark gestreut, dass es für uns weiß erscheint (vgl.“Warum sind Wolken weiß„). Dadurch, dass die Triebwerke konstant laufen, können dann die bekannten Kondensstreifen hinter den Flugzeugen entstehen.

Wie lang sich ein Kondensstreifen hält oder auch ob überhaupt einer entsteht ist von der Luft abhängig, durch die das Flugzeug gerade fliegt. Ausschlaggebend ist vor allem die dort vorherrschende Luftfeuchtigkeit. Ist die Luft zu trocken, lösen sich die Wasserteilchen sehr schnell auf und man sieht gar nichts. Bei sehr hoher Luftfeuchtigkeit können Kondensstreifen auch mal über mehrere Stunden am Himmel bleiben bis sie durch Luftströmungen in ein Gebiet trockenerer Luft geschoben werden. Je nach Luftbewegung können Kondensstreifen quasi jede Form annehmen, vorausgesetzt sie bleiben lange genug erhalten.

 

Quellen:

http://www.airliners.de/warum-chemtrails-kondensstreifen-antworten-cockpit/34692

https://weather.com/de-DE/wissen/wetterlexikon/news/kondensstreifen-so-entstehen-die-kunstlichen-wolken

Wie kommt die „Kohlensäure“ ins Wasser?

Eine allseits bekannte Frage, wenn es darum geht welches Wasser man denn gerne hätte lautet: „Mit oder ohne Kohlensäure?“ Aber hast du dich schon einmal gefragt wie die „Kohlensäure“ überhaupt in das Wasser kommt?

Der Begriff „Kohlensäure“ ist hier tatsächlich etwas irreführend. Die feinen Bläschen, die in einem Sprudelwasser, einer Limonade oder in Sekt nach oben steigen und das Prickeln im Mund verursachen sind nämlich eigentlich nichts anderes als Kohlenstoffdioxid (CO₂). Richtige Kohlensäure hingegen hat die chemische Formel H₂CO₃ und wird auch Dihydrogencarbonat genannt. Diese Säure entsteht durch die Reaktion von CO₂ mit Wasser (H₂O). Um ein Mineralwasser spritzig zu machen wird Kohlendioxid mit Druck in die Wasserflasche gepresst. Ein kleiner Teil davon reagiert zu Kohlensäure, der Großteil löst sich allerdings einfach in dem Wasser. Das heißt das CO₂ ist in dem Wasser gebunden, ist aber keine chemische Reaktion eingegangen. Dieses „freie“ CO₂ kann dann beim öffnen der Flasche in kleinen Bläschen wieder entweichen und das Wasser sprudelt.

Eine korrekte Angabe der Spritzigkeit von Wasser wäre somit nicht der Kohlensäuregehalt, sondern der Gehalt an Kohlendioxid. Wobei der Kohlensäuregehalt mit der Menge an CO₂ im Wasser natürlich auch ansteigt.

Was ist eigentlich Trockeneis und wofür wird es verwendet?

Trockeneis, das überwiegend für Kühlzwecke verwendet wird, ist festes Kohlenstoffdioxid (CO₂). CO₂ hat die Eigenschaft, dass es bei normalem Umgebungsdruck (etwa 1bar Luftdruck)  bei  -78,5°C sublimiert. Das bedeutet, dass es vom festen direkt in den gasförmigen Zustand übergeht, ohne dabei zwischendurch flüssig zu werden. Das ist auch der Grund, warum Trockeneis immer raucht. Gasförmiges CO₂ selber ist allerdings farblos und somit nicht sichtbar. Was wir dann als Rauch sehen, ist die Feuchtigkeit (Wasser) aus der Luft, die an dem immer noch sehr kalten CO₂ kondensiert und somit eine Art Nebel bildet. Es entstehen also ganz viele kleine Wassertröpfchen, die es so aussehen lassen, als würde das Trockeneis rauchen. Auf Grund dieser Eigenschaft wird es auch oft für Show-Zwecke verwendet. So gibt es zum Beispiel Nebelmaschinen auf Basis von Trockeneis. Der Nebel dieser Maschinen hat den Vorteil, dass er auf Grund seiner Kälte lange in Bodennähe bleibt und nicht den ganzen Raum „einnebelt“. Es kann auch den Effekt des rauchenden Cocktails erzeugen. Meistens wird Trockeneis allerdings zur Kühlung von allem Möglichen verwendet. Es ermöglicht beispielsweise den gekühlten Transport von Organen oder empfindlichen Chemikalien. In der Natur kommt Trockeneis übrigens nicht vor. Es muss immer technisch erzeugt werden. Da Trockeneis mit unter -75°C sehr kalt ist sollte längerer Kontakt mit der Haut vermieden werden, da es sonst zu schweren Kälteverbrennungen führen kann. Bei sehr kurzem Kontakt ist es allerdings harmlos, da das dauernd entstehende Gas eine dünne Schutzschicht zwischen Eis und Haut bildet. Diese Schicht Schützt aber eben nur für wenige Sekunden. Man nennt diesen Effekt auch Leidenfrost-Effekt, wobei der Name auf den Entdecker zurückgeht und weder mit Leiden noch mit Frost etwas zu tun hat.