Naturwissenschaften allgemein
Von: Τеlеfоnmаnn, 22.8.2004 12:23 Uhr
Hi Wissenschaftler,

ich würde gerne wissen, ob eine Kerze in Schwerelosigkeit brennen kann.

Hier http://www.lexikon-definition.de/Kerze.html

steht, daß sie dies mit einer kleinen kugelförmigen Flamme tut, meiner Meinung
nach müßte sie sich aber selbst ersticken, da die Verbrennungsgase wegen der
fehlenden Schwerkraft keinen Grund haben, irgendwohin zu entweichen.

Was stimmt nun?

Grüße vom T.



    • Antwort von Јаmе~ 0
      Re: Brennt Kerze in Schwerelosigkeit?
      Hi, ich würde gerne wissen, ob eine Kerze in Schwerelosigkeit
      brennen kann.
      darüber habe ich auch schon oft nachgedacht und ich teile DEINE Meinung.
      Der umliegende Sauerstoff wäre sofort verbraucht, neuer würde nicht nachströmen und die Flamme erstickt an ihren eigenen Abgasen.
      Wenn der Brennstoff seinen eigene Sauerstoff mitbringt gilt das natürlich nicht, aber bei einer Kerze ist das IMHO nicht der Fall.
      Natürlich vermischen sich die Gase (CO2 und O2) mit der Zeit aber sicher viel zu langsam um die Flamme brennen zu lassen.

      Sollte es gegenteilige Experimente geben würde ich mich über eine Erklärung allerdings auch freuen :)

      Grüße,
      J~
      4 Kommentare
      • Re^2: Brennt Kerze in Schwerelosigkeit?
        Hallo!

        Folgender Gedanke zu dem Thema:

        Warum sollte da kein Sauerstoff nachströmen? Meines Wissens nach sind Gase immer bestrebt, sich überall möglichst gleichmäßig zu verteilen. daher ist anzunehmen, dass die diversen Verbrennungsprodukte sich sofort von der Flamme wegbewegen, während Sauerstoff quasi angezogen wird.

        lg
        Beatrix
      • von Јаmе~ 0
        Re^3: Brennt Kerze in Schwerelosigkeit?
        Hi, Warum sollte da kein Sauerstoff nachströmen? Meines Wissens
        nach sind Gase immer bestrebt, sich überall möglichst
        gleichmäßig zu verteilen.
        also ich bin weder Physiker noch Chemiker. Ich sprach ja auch schon an, dass sich die Gase verteilen werden. Aber eben IMHO zu langsam.
        Wie man auf dem oben geposteten Link sieht, scheint sie ja aber doch zu brennen :)
        Den ganzen englischen Text habe ich aber noch nicht gelesen ;)

        Viele Grüße,
        J~
      • Re^2: Brennt Kerze in Schwerelosigkeit?
        Hallo, Natürlich vermischen sich die Gase (CO2 und O2) mit der Zeit
        aber sicher viel zu langsam um die Flamme brennen zu lassen.
        Du mußt aber bedenken, dass die Flamme wegen der fehlenden Strömung nicht gekühlt wird, außer durch Strahlung. D.h. sie braucht auch wesentlich weniger Sauerstoff, um weiter brennen zu können. U.U kann dann auch durch Diffusion genügend Gasaustausch stattfinden. Bei absoluter Windstille wird die Kerze dann aber irgendwann sicher trotzdem verlöschen, weil die CO2-Blase und damit auch die Entfernung zur Frischluft immer größer wird.

        Jörg
      • von Uwі 0
        Re^3: Brennt Kerze in Schwerelosigkeit?
        Hallo, Bei absoluter Windstille wird die Kerze dann aber irgendwann :sicher trotzdem verlöschen, weil die CO2-Blase und damit
        auch die Entfernung zur Frischluft immer größer wird.
        auch das ist wohl nicht zu befürchten, es sein den, der Raum
        um die Kerze ist zu klein, so daß die mittlere
        Sauerstoffkonz. im Raum schnell abnimmt.

        Ansonsten schafft die Diffusion gerade bei einer
        langsam brennenden Kerze ständig einen Gasaustausch.
        Eine "CO2-Blase" wird es so nicht geben, sondern ein
        CO2-Gradienten, der sich im Gleichgewicht hält, oder?
        Gruß Uwi
    • Antwort von Μаrkuѕѕ 0
      • Re: also doch nicht...
        Hi,

        ich habe zwar noch keine Experimente damit betrieben, aber ich würde sagen, dass unter günstigen Bedingungen (gutes Wachs, guter Docht) die Kerze weiterbrennen würde. Bei ungünstigen Qualitäten (vor allem beim Docht) wird sie dagegen eingehen.

        Ich denke Folgendes (für den ersten Fall):
        Die umgebende Luft steht ja nicht still. Es gibt immer eine natürliche Durchmischung, nicht zuletzt auch durch die Flammenwärme. Daher sollte eine gute Kerze auch weiterbrennen. Oder?

        Gruß
        ☼ Markuss ☼
      • von Uwі 0
        genau
        Hallo, Ich denke Folgendes (für den ersten Fall):
        Die umgebende Luft steht ja nicht still. Es gibt immer eine
        natürliche Durchmischung, nicht zuletzt auch durch die
        Flammenwärme. Daher sollte eine gute Kerze auch weiterbrennen.
        es gibt ja nicht "Die Kerze".
        Mansche Kerzen brennen ja auch so kaum.
        Also wird auch dieses Problem von vielen
        Randbedingungen abhängen.
        Gruß Uwi
      • von ΤееΒіrd (abgemeldet) 0
        Re^2: also doch nicht...
        Hi, Ich denke Folgendes (für den ersten Fall):
        Die umgebende Luft steht ja nicht still. Es gibt immer eine
        natürliche Durchmischung, nicht zuletzt auch durch die
        Flammenwärme. Daher sollte eine gute Kerze auch weiterbrennen.
        Oder?
        ich meine nun, Durchmischung setzt Schwerkraft voraus.
        Oder jemand öffnet ne Tür oder wedelt mit der Hand.
        Die NASA hat dieses Experiment im Space Shuttle durchgeführt. Die
        Flamme erlischt.
        Gruß
        ? TeeBird ?
      • Re^3: also doch nicht...
        Hi,

        gibts zum Experiment im Space-Shuttle einen Link?

        Gruß T.
      • von ΤееΒіrd (abgemeldet) 0
        Re^5: Link zum Exp.(engl.)
        Hi Sebastian,

        das war sehr interessant.
        Die Beschreibung des Experiments, die ich vor Jahren gelesen habe,
        hatte ganz einfach den wesentlichen Faktor der geschlossenen Box
        unterschlagen. Berichtet wurde also, das nach einer wenige Sekunden
        währenden Brenndauer die Flamme erlischt. Begründung: keine weitere
        Sauerstoffzufuhr. Die kugelförmige Flamme würde den Sauerstoff in
        ihrer Umgebung verbrauchen, durch fehlende Konvektion strömt keine
        frische Luft nach und sie erlischt.
        Das die Flamme erst wegen O2-Mangels in der geschlossenen Box
        erlischt, hat er dabei nicht erwähnt.
        Und so kommt durch fehlerhafte Berichterstattung schlampig
        arbeitender Journalisten unvollständige Info unter die Menschen.

        Danke und Gruß

        TeeBird



        gibts zum Experiment im Space-Shuttle einen Link?
        Ja gibts:
        http://microgravity.grc.nasa.gov/combustion/cfm/usml...


        Gruß

        Sebastian
      • von mүоzzе (abgemeldet) 0
        echt?
        Die NASA hat dieses Experiment im Space Shuttle durchgeführt.
        Die
        Flamme erlischt.
        Die fliegen ins All, um ne Kerze anzuzünden und zu gucken, ob Sie ausgeht? So schlecht kann's um die Weltwirtschaft ja nicht stehn.
        >:-)

        aufatmend
        myozze
      • von Μоrіtz 0
        doch
        Hallo, Die NASA hat dieses Experiment im Space Shuttle durchgeführt.
        Die
        Flamme erlischt.
        Ich war vor einigen Jahren in dem Vortrag eines deutschen Astronauten der auf der Columbia mitgeflogen ist (Name leider vergessen), und er erzählte dass die Flamme brennt - und er hat auch Fotos gezeigt.

        Grüße,
        Moritz
      • von ΤееΒіrd (abgemeldet) 0
        Re: doch
        Hallo Moritz,

        siehe Antwort weiter unten.
        Gruß
        TeeBird Die NASA hat dieses Experiment im Space Shuttle durchgeführt.
        Die
        Flamme erlischt.
        Ich war vor einigen Jahren in dem Vortrag eines deutschen
        Astronauten der auf der Columbia mitgeflogen ist (Name leider
        vergessen), und er erzählte dass die Flamme brennt - und er
        hat auch Fotos gezeigt.

        Grüße,
        Moritz
    • Antwort von rudее (abgemeldet) 0
      kleines Experiment zum nachmachen
      Nimm mal einen handelsüblichen Bierdeckel, halt den flach in der Hand, und halt dann etwa in der mitte ein feuerzeug drunter. Es fängt an zu brennen und zwar mit blauer Flamme. Die Flamme schmiegt sich flach an den Bierdeckel und wird mit der Zeit immer breiter.
      Ist zwar nicht wirklich Schwerelosigkeit, aber der nomale Luftstrom nach oben wird ebenfalls unterbunden und der "Brennstoff" aus dem Bierdeckel muß nach unten wandern.
      Gruß
      RD
      • Re: Brennt Kerze in Schwerelosigkeit?
        Hi Wissenschaftler,

        Jaja, aber bisher nur Vermutungen und Annahmen hier zur Antwort.

        Klare Antwort von mir: Ja, die Kerze brennt, Schwerkraft nicht erforderlich, die Konvektion reicht aus. Schließlich ist die Luft am Docht etliche 100 Grad heiß (wird ja schließlich ionisiert, wie man an der Flamme sieht).

        Martin
        6 Kommentare
        • von Αnоnүm (abgemeldet) 0
          Rückfrage
          Hallo Martin, Klare Antwort von mir: Ja, die Kerze brennt, Schwerkraft nicht
          erforderlich, die Konvektion reicht aus. Schließlich ist die
          Luft am Docht etliche 100 Grad heiß (wird ja schließlich
          ionisiert, wie man an der Flamme sieht).
          wenn Du so klar antworten kannst, wirst Du uns auch sicher erklären können, wie es in Schwerelosigkeit zu Konvektion kommt, oder?

          Und dann hätte ich noch gern gewußt, wo an der Flamme ich die Ionisation erkennen kann.

          Gruß
          Axel
        • Re: Rückfrage
          wenn Du so klar antworten kannst, wirst Du uns auch sicher
          erklären können, wie es in Schwerelosigkeit zu Konvektion
          kommt, oder?
          Ich versuchs mal:
          Es gibt drei Arten von Wärmetransport:
          Strahlung,
          Wärmeleitung
          und Konvektion

          Uns interessiert wohl nur die Konvektion, weshalb die Aufzählung überflüssig war ;-)
          Wenn die Luft durch die Flamme erwärmt wird, dehnt sie sich aus, es kommt zu Luftdruckunterschieden und dadurch zu einem Ausgleich der Luftmassen.
          Vergleichbares Beispiel: Das Wetter, Meeresströmungen. Oder überlege, was passiert, wenn ich die Luft in eine Gefriertruhe abkühle und diese dann öffne; Warme Luft strömt die in Truhe, es kommt zur Konvektion.
          Konvektion hat nichts mit Schwerkraft zu tun. Sondern immer mit dem Ausgleich von Luftmassen, dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik sei Dank.
          Fehlt die Schwerkraft, so ist natürlich keine Richtung für die Luftbewegung mehr vorgegeben, das unterschiedliche Gewicht von kalter und warmer Luft kommt nicht mehr zum tragen. Daher funktiniert der Luftaustausch auch nicht mehr ganz so gut und die Flamme wird kleiner.
          Ach ja, und die Diffusion wird zu einem Ausgleich der Konzentrationen von Sauerstoff und Verbrennungsgasen führen. Also noch ein Grund für Luftbewegungen.
          Und dann hätte ich noch gern gewußt, wo an der Flamme ich die
          Ionisation erkennen kann.

          In der Umgebung des Dochtes ist es verdammt heiss. Das erwärmt die Luft , die Gase in unmittelbarer Nähe so sehr, dass sie genügend Energie bekommen, um Elektronen aus den äußeren Schalen ins Kontinuum zu heben, das Gasmolekül wird also ionisiert. Fällt das Elektron wieder zurück, wird die freigewordene Energie in Form eines Photons, also eines Lichtquantums frei. Das ist das Licht, das wir von der Flamme empfangen.

          Beste Grüße

          Martin
        • Bitte?
          Konvektion hat nichts mit Schwerkraft zu tun. Sondern immer
          mit dem Ausgleich von Luftmassen, dem zweiten Hauptsatz der
          Thermodynamik sei Dank.
          Bitte? Und ich dachte in meiner Naivität, das Erscheinungen, wie hydrostatischer Auftrieb oder Konvektion (die auch eine Art hydrostatischen Auftriebs ist) zwingend an das Vorhandensein einer wie auch immer gerichteten ausseren Kraft (ob sie nun von der Gravitation herrrührt, oder aber z.B. zentrifugal erzeugt wird, sei dahingestellt) gebunden sei...
          Und dass diese Erscheinungen beim Fehlen dieser Kraft auch ausbleiben...

          MfG

          C. (nicht ganz überzeugter)
        • Re: Bitte?
          Bitte? Und ich dachte in meiner Naivität, das Erscheinungen,
          wie hydrostatischer Auftrieb oder Konvektion (die auch eine
          Art hydrostatischen Auftriebs ist) zwingend an das
          Dann setze ich eben noch einen drauf ;-)

          Hydrostatischer Auftrieb:
          Wenn ich einen Behälter mit Flüssigkeit fülle, deren Dichte kontinuierlich in eine Richtung des Gefäßes hin ansteigt und dieses Ding in die Schwerelosigkeit bringe, dann wird sich ein eingebrachter Körper in Richtung der abnehmenden Dichte bewegen.
          Wichtig ist der Gradient, also die Änderung des einen Parameters in eine bestimmte Richtung. Beim hydrostatischen Auftrieb wird dies durch den Druck verursacht, der wiederum der Gravitation zu verdanken ist. Aber warum soll ich soetwas nicht auch durch elektrische Felder oder sonstwie erzeugen?

          Vielleicht hilft dir die Relativitätstheorie weiter: danach ist Gravitation von anderer Beschleunigung nicht zu unterscheiden. Gedankenexperiment: Was passiert mit einer Kerze in einer gleichmäßig beschleunigenden Rakete?

          Hab noch nicht ganz überzeugt, oder?

          Beste Grüße
          Martin Schubert
        • von ѕtuсkі (abgemeldet) 1
          Re^2: Brennt Kerze in Schwerelosigkeit?
          Hallo,

          irgendwie läuft da was falsch in deiner Auffassung: Konvektion ist das Aufsteigen warmer Luft (Gas) in kälterer Umgebung. Das ist zu 100% an Schwerkraft gebunden - Punkt, aus, Feierabend!
          Wenn da trotzdem Flammen brennen, dann wie auf der Website untem beschrieben ("little fireballs"), was eher ein Sonderfall ist. Unter völlig ungestörten Umgebungsbedingungen - keine Luftströmung an der Flamme vorbei durch irgendwelche andere Ursachen - erstickt diese relativ schnell <b<Punkt!

          Stucki
        • Re^3: Brennt Kerze in Schwerelosigkeit?
          Hi, irgendwie läuft da was falsch in deiner Auffassung: Konvektion
          ist das Aufsteigen warmer Luft (Gas) in kälterer Umgebung.
          Auch. Wie nennst Du denn die Strömung von Gas- oder Flüssigkeiten, die Temperaturunterschiede ausgleichen, sonst? Diffusion ist etwas anderes, die ist nicht gerichtet.

          Im Netzt findest du Definitionen wie diese:

          Konvektion (lat.), 1) Ausgleich von Temperaturunterschieden über strömende Gase oder Flüssigkeiten. Man unterscheidet erzwungene K. (z.B. beim Heizlüfter) und natürl. K. (z.B. beim Heizkörper, der von warmen Wasser durchströmt wird).

          Konvektion, Wärmetransport durch sich bewegende kleinste Flüssigkeits- und Gasteilchen. Siehe Wärmeübertragung (MSN Encarta)


          Bei Wikipedia findet sich übrigens eine sehr merkwürdige Definition, die auch fleißig zitiert wird. Hier wird mit Grenzflächen, Festkörpern und Fluiden argumentiert. Sehr merkwürdig.


          Die Konvektion, die wir im Klima kennen, ist halt die bekannteste. Aber da alle drei Gutachter meiner Dissertationsschrift die Formeln für die Konvektion, die da ganz ohne Gravitationkomponenten standen, mir nicht um die Ohren gehauen haben, denke ich, dass ich richtig liege. Sorry for beeing arrogant ;-)


          Unter völlig ungestörten Umgebungsbedingungen
          - keine Luftströmung an der Flamme vorbei durch irgendwelche
          andere Ursachen - erstickt diese relativ schnell
          <b<Punkt!
          Da gebe ich dir Recht. Ohne Störung wird sich auch bei der Konvektion eine stationäre Situation einstellen und die Flamme ersticken. Aber ich wüsste nicht, wie diese Störungsfreie Situation erzeugt werden kann. Wir haben immerhin eine Kerze und keinen idealen Wärmepunkt.

          Übrigens: Mag sein, dass meine Erklärung nicht die idealste welche ist... ich hänge nicht daran :-)

          Beste Grüße aus dem All

          Martin Schubert