Das "Clever" - Wissensbuch

Die wissenschaftlichen Erläuterungen aus Sendung 25

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6. Wasserballon über Kerze

Frage: Was geschieht mit einem Wasserballon über einer brennenden Kerze? Platzt er sofort oder nicht?

Kurzerläuterung: Aufgrund der wärmeleitenden Eigenschaften des Wasser platzt er nicht sofort.

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Wissenschaftliche Erläuterung

Ist der erhitzte Ballon mit Luft gefüllt, haben nur wenige Luftteilchen direkten Kontakt zum immer wärmer werdenden Ballon. Schließlich ist die enthaltene Luft ein Gasgemisch, das relativ große Abstände zwischen den Molekülen aufweist. Die Luft kann also die Energie, die in Form von Wärme auf die Hülle übertragen wird, nicht schnell genug als innere Energie aufnehmen. Die Hüllentemperatur steigt also immer höher, infolgedessen kommt es zu einer Zerstörung des Ballons.

Ist der Ballon jedoch mit Wasser gefüllt, so ist die Oberfläche der Hülle mit Wasser benetzt. So besteht eine sehr gute Wärme leitende Verbindung zwischen den Materialien, was den Wärmeaustausch begünstigt. Im Vergleich zum luftgefüllten Ballon kommen auf die erhitzte Fläche sehr viel mehr Teilchen, die die Wärmeenergie abtransportieren. Die Hülle wird von innen gekühlt, was einer übermäßigen Erwärmung entgegenwirkt.

Mit zunehmender Energie des Wassers wird allerdings die Hülle immer schlechter gekühlt, bis schließlich auch der wassergefüllte Ballon zerstört wird. - Theoretisch erst bei 100 Grad Celsius nach ca. einer halben Stunde. – Es kommt auf die Menge des Wassers und auf die Qualität des Gummis an. Ab 100° beginnt das Wasser zu kochen, und der entstehende Wasserdampf dehnt den Ballon, bis er platzt.

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