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Eigenschaften des Feuers

von Patrick Kielholz


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Was ist Feuer?

Drei Dinge braucht man für ein Feuer: Brennstoff, Hitze und Sauerstoff. Fehlt einer
dieser drei Faktoren oder stimmt das Verhältnis dieser drei Faktoren zueinander nicht,
so gibt es auch kein Feuer. Schritt für Schritt: Jeder kennt Rost. Rost ist nichts anderes
als Eisen, das sich mit Sauerstoff verbunden hat. Wenn man so will, ist Rosten eine Art
langsame Verbrennung. Verbrennung bedeutet nämlich, dass sich die Moleküle des
Brennstoffs, in diesem Fall eben Eisen, mit dem Sauerstoff verbinden. Hierbei wird
tatsächlich Wärme frei, nur da es sehr langsam abläuft, merken wir nichts davon. Wenn
man aber das Eisen so fein zerstäubt, so dass sehr viel Luftsauerstoff mit den
Eisenspänen in Kontakt kommt, kann man den Oxidationsprozess so beschleunigen,
dass eine Verbrennung abläuft. Wenn man diese Wärme so nutzen kann, dass immer
mehr Moleküle des Brennstoffs sich mit dem Sauerstoff verbinden, dann entsteht eine
Kettenreaktion, und es brennt richtig. Damit es dazu kommt, braucht man eine
Startwärme, zum Beispiel das Streichholz, mit dem man eine Kerze anzündet.


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Das Feuer/Feuermachen

Wie der Mensch zum Feuer kam
Der Mensch lernte wahrscheinlich vor knapp 300 000 Jahren, das Feuer
beherrschen.
Zuerst beobachteten wir das Feuer in der Natur, z.B in Vulkanen oder Bäumen, die
der Blitz entzündet hatte. Dann holten wir uns Feuer aus diesen natürlichen Quellen
und nutzten es als Licht- und Wärmequelle sowie zum Schutz vor Feinden.
Schließlich lernten wir, selbst Feuer zu machen. Sehr viel später schmolzen wir mit
Hilfe des Feuers Metall oder brannten Ton und entwickelten eine Vielzahl von
Nutzungsmöglichkeiten. Die Beherrschung des Feuers trug mit dazu bei, dass wir
sesshaft wurden.

Das Feuermachen

(www.krebs-bammental.de)


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Versuch zum Thema „Wie entsteht Feuer“ :
Material: Holzstück, 2 Schraubzwingen, Holzstäbchen.
Ziel:
Bei diesem Versuch versuchten wir das Holzstück
zu entflammen.
Durchführung:
Wir befestigen das Holzstück mit 2
Schraubzwingen am Tisch. In das vorgebohrt e
Loch steckten wir das Holzstäbchen und drehten
dies 3 min. lang.
Auswertung:
Vor dem Versuch: 23 °C
Nach dem Versuch: 28 °C
Ergebnis:
Das Holzstück hat zwar nicht gebrannt, aber die
Temperatur ist 5 °C gestiegen.
Der gleiche Versuch wurde mit Bohrmaschine
durchgeführt. Die Temperatur stieg schneller
und höher an.


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Gefahren die vom Feuer ausgehen
können
Wenn eine rotglühende Feuerwalze
langsam und doch unaufhaltsam
vorwärtsdrängt, wenn jedes Jahr riesige
Wälder Opfer der Flammen werden, dann
sind die Menschen geschockt, panisch,
verängstigt. Sie können dieser Naturgewalt
nichts entgegensetzen, sie können nur
abwarten, bis sich das Feuer wieder
besänftigt hat. Und doch ist nichts stärker
mit der Entwicklung der Menschheit
verwoben, als das Feuer. Nur der Mensch
hat sich das Feuer zu eigen gemacht, was
nicht bedeutet, dass er diese Urgewalt
immer beherrscht.


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Aber die Menschen nutzen auch das Feuer
Trotz seiner zerstörerischen Kraft hatten die Menschen frühzeitig erkannt, welch großer Vorteil
es ist, das Feuer für ihre Zwecke nutzen zu können. Zunächst Wärme- und Lichtquelle,
bemerkten sie rasch, dass Speisen wohlschmeckender und besser verdaulich wurden, wenn
sie diese im Feuer garten. Die weithin sichtbaren Flammen oder der Rauch werden bis heute
von einigen Völkern wie in den Frühzeiten der Menschheitsgeschichte als
Kommunikationsmittel genutzt. Sie informieren über die Anwesenheit von Menschen und
vereinfachen den Kontakt untereinander. Unvorstellbar für viele von uns im Zeitalter von
Funktelefon und Internet. Umso verständlicher sind die Bemühungen unserer Vorfahren, dieses
lebenswichtige Element dauerhaft zu erhalten. So entwickelten sie unterschiedliche Techniken,
selbst Feuer zu erzeugen, um nicht mehr von den Launen der Natur abhängig zu sein. Von
dieser Zeit an bestimmte die Kontrolle über das Feuer die wesentlichen Entwicklungsschritte
der Menschheitsgeschichte. Höhere Temperaturen wurden erzielt, was eine Bearbeitung von
Metallen und die Herstellung leistungsfähiger Waffen ermöglichte. Die Begriffe Bronze- und
Eisenzeit stehen im engen Zusammenhang mit der Nutzung des Feuers, genau wie auch der
Beginn der Industrialisierung. Seit dem Ende des 18. Jahrhunderts nutzen die Menschen das
Feuer auf eine völlig neue Weise, indem seine Wärmeenergie in Bewegungsenergie gewandelt
wird. Eine wichtige Voraussetzung dafür war die Entdeckung des französischen Chemikers
Antoine Lavoisier, der erkannte, dass bei einer Verbrennung ein Gas aus der Luft verbraucht
wird, das er „Sauerstoff“ nannte. Bis heute wurden die Möglichkeiten, Verbrennungsvorgänge
zu nutzen, auf vielfältige Weise weiterentwickelt und zu unvorstellbarer Perfektion gebracht.
Kaum jemand macht sich noch bewusst, dass das tagtägliche Anlassen des Autos oder jeder
Flugzeugstart letztlich ein Resultat eines Verbrennungsvorgangs ist. Dennoch ist gerade in den
letzten Jahren zu beobachten, dass die Menschen mehr und mehr zu den natürlichen,
ursprünglichen Licht- und Wärmequellen zurückfinden – und damit ist nicht der letzte Urlaub in
der heißen Südseesonne gemeint.


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Die Anziehungskraft von Feuer
Das Anzünden von Kerzen erfreut sich gerade in den lichtärmeren Monaten
großer Beliebtheit. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der
Kerzenschein genau wie die Abendsonne besonders viele rot-orange Lichttöne
enthält, die den Menschen aktivieren. Ebenso finden im Zeitalter von Fernwärme
und Zentralheizung viele Hausbauer zurück zur anheimelnden Wärme von
Großmutters Kachelofen oder zur knisternden Lagerfeuerromantik der frühen
Höhlenbewohner. Laue Sommerabende werden gemütlicher an einem wenn
auch noch so kleinem Feuer, und die allerorts beliebten Grillfeten könnten bei
genauerer Betrachtung auch an die erste Nahrungszubereitung über offenem
Feuer erinnern. Die Sehnsucht nach dem Feuer lässt uns seine
widersprüchliche Bedeutsamkeit für das menschliche Leben erahnen, es weckt
Träume und Ängste, wärmt und vernichtet, und es fasziniert immer wieder aufs
Neue.


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Die Verbrennung
Einleitung
Bei einer Verbrennung verbindet sich ein
Stoff mit Sauerstoff. Der
wissenschaftliche Fachausdruck lautet
Oxidation. Dabei werden große Mengen
an Wärme freigesetzt. Bei
Verbrennungen kommt es häufig auch
zu Lichterscheinungen.
Wir unterscheiden den

Verbrennungsprozess mit
Flammenbildung von der so genannten
stillen, flammenlosen Verbrennung
(bei Metallen, z. B. rostendes Eisen oder
bei der Verwertung unserer Nährstoffe
im Körper).


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Feste Brennstoffe

Zur Wärmeerzeugung verwendet man feste Brennstoffe (Kohle, Koks, Holz oder Torf)
die hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen.
Der Brennstoff wird durch die beim Zünden und Weiterbrennen zugeführte Wärme
zunächst zersetzt. Dabei entweichen die meisten Bestandteile der Brennstoffe als
Gase, die in einer Flamme verbrennen. Der feste Kohlenstoff bleibt zurück und
verbrennt anschließend als Glut. Seine Verbrennung erfordert eine
Oberflächentemperatur von rund 400 bis 800 °C.
Glühende Holzkohle kann durch ein Gebläse so stark angefacht werden, dass es
Eisenerz zum Schmelzen bringt (über 1300 °C). Die Kelten und Römer in unserer
Heimat nutzten vor 2000 bis 2500 Jahren Holzkohle zur Eisenherstellung. Sie wird aus
Buchenholz hergestellt.

Flüssige und gasförmige Brennstoffe
Hierzu zählen neben Erdgas vor allem Öle und Benzine, die hauptsächlich aus Erdöl
gewonnen werden. Auch in ihnen ist Kohlenstoff der Hauptbestandteil.
Gasförmige Brennstoffe wie Erdgas werden vor der Verbrennung meist mit Luft
gemischt. Erdgasflammen können Temperaturen von über 1930 °C erreichen.


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Verbrennungsprodukte
Gewöhnliche Brennstoffe verwandeln sich bei der Verbrennung mit Luftsauerstoff
hauptsächlich zu Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid und Wasserdampf.
Diese Abgase sind für die Umwelt belastend. Kohlenstoffmonoxid ist hochgiftig.
Kohlenstoffdioxid ist ein Treibhausgas, d. h. es trägt zur Verschlechterung des
Klimas bzw. zur Erwärmung der Atmosphäre bei.
Wasser ist unschädlich. Es entsteht z. B. bei der Verbrennung von Erdgas (neben
Kohlenstoffdioxid). Der sauberste Brennstoff ist Wasserstoff: sein
Verbrennungsprodukt ist reines Wasser!

Rauch besteht hauptsächlich aus diesen Gasen
sowie Verunreinigungen durch unverbrannten
Kohlenstaub (Ruß). Was als Asche übrig bleibt
sind, unbrennbare Bestandteile, hauptsächlich
Mineralien.Bei der Verbrennung wird Energie
frei in Form von Wärme und Licht.
Wärmeenergie wird in vielerlei Weise technisch
genutzt. (siehe "Energiegewinnung")


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Verbrennungen
Eine Verbrennung ist eine Reaktion, bei der ein Stoff mit Sauerstoff oder einem
anderen Gas reagiert. Im allgemeinen Sprachgebrauch versteht man unter einer
Verbrennung die Reaktion eines Materials mit Luftsauerstoff. Eine Verbrennung
kann heftig in Form eines Feuers oder langsam und relativ kalt, etwa beim
Verrosten von Metallen oder innerhalb eines Lebewesens bei der "Verbrennung",
also der Oxidation von Nährstoffen, ablaufen.
Bei den Feuerwehren werden die brennbaren Stoffe in Brandklassen eingeteilt.
Die Verbrennung in einem Feuer kann kontrolliert (Nutzfeuer), zum Beispiel in
einem Ofen oder Lagerfeuer, oder unkontrolliert (Schadfeuer) bei einem Brand
erfolgen.
Verbrennungen, die mit einer hohen Geschwindigkeit, nahezu schlagartig und mit
enormer Volumenzunahme (der gasförmigen Bestandteile) erfolgen, bezeichnet
man als Explosion oder bei etwas langsamerem Ablauf als Verpuffung.


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Wie eine Kerze brennt
Bei einer Kerze ist Wachs der Brennstoff. Wachs besteht aus einfach gebauten
Kohlenwasserstoffketten : ca. 18 - 20 Kohlenstoffatome, die an den Seiten noch
Wasserstoffatome tragen; Kohlenstoff und Wasserstoff sind übrigens die Hauptbestandteile
von fast allen brennbaren Substanzen.
Bei Zimmertemperatur ist Wachs fest; zündet man den Docht an, beginnt das Wachs zu
schmelzen. "Schmelzen" bedeutet, dass die Hitze die Wachsmoleküle in Bewegung versetzt.
Die Wachsketten lösen sich voneinander - das Wachs wird "flüssig" - und vom Docht
hochgesogen; die starke Hitze bringt die Wachsmoleküle dazu, sich noch heftiger zu
bewegen, sie lösen sich vom Docht und zerbrechen schließlich in kurze Stücke. Diese
Spaltung durch Hitzeenergie nennt man "Pyrolyse"; die kurzen Bruchstücke sind viel
reaktionsfreudiger als die langen, trägen Wachsketten.
Jetzt kommt der Luftsauerstoff zum Zuge und reagiert mit dem Wasserstoff in den
Bruchstücken. Das ist die eigentliche Verbrennung: aus Sauerstoff und Wasserstoff entsteht
unsichtbarer Wasserdampf. Dabei wird viel Energie in Form von Licht und Wärme frei. Diese
Energie zerlegt immer mehr Brennstoff wird kleine Bruchstücke zerlegt, die dann wiederum
mit Sauerstoff reagieren. Eine Kettenreaktion ist in Gang gekommen, das Feuer brennt von
alleine weiter. Ein Teil der Energie wird dabei in Form von blauem Licht abgestrahlt, wie man
es an der Basis der Kerzenflamme sieht.
Zurück bleiben die Kohlenstoffatome, die kleine, kugelförmige Rußpartikel bilden. Diese
Rußpartikel sind über 1000 Grad Celsius heiß und glühen deshalb in dem typischen
warmen, gelben Licht, das eine Kerze so gemütlich macht.
Während sich die glühenden Rußpartikel nach oben bewegen, reagieren auch sie mit dem
Luftsauerstoff und werden zu dem Gas Kohlenstoffdioxid. Auch dabei wird Energie frei, die
zum Teil in Form von Hitze abgestrahlt wird und zum Teil den Zerlegungsprozess an der
Basis der Flamme aufrechterhält - bis das gesamte Wachs verbrannt ist.


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Kerze.ram


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Wie kann man Feuer löschen
Wasser ist nicht alles
Grundsätzlich geht es beim Löschen darum, einen der drei Faktoren auszuschalten, die für ein
Feuer notwendig sind: Die Energie kann man mit Wasser entziehen, den Sauerstoff durch
Schaum oder Löschgas; außerdem gibt es Löschmittel, die sich schneller mit dem Brandstoff
verbinden als der Sauerstoff, also quasi den Brennstoff entziehen.
Trotz der Überschrift - das beste Löschmittel ist auch heute noch das Wasser; es ist
umweltfreundlich, billig und fast überall unbegrenzt verfügbar. Wasser löscht nicht, weil es nass
ist, sondern weil es kühlt. Um Wasser zum Kochen und schließlich zum Verdampfen zu bringen,
braucht man viel Energie; genau diese Energie entzieht es beim Löschen den Flammen - bis
nicht mehr genug davon da ist, um zusammen mit Brennstoff und Sauerstoff das Feuer
anzuheizen. Wasser hat noch einen zweiten Effekt: Der beim Löschen entstehende
Wasserdampf verdrängt den Sauerstoff vom Brennstoff.
Wasser kann unterschiedlich eingesetzt werden: Als dicker Löschstrahl oder als
Tröpfchenregen. Solche kleinen Tropfen sind im Prinzip effektiver; teilt man nämlich einen Liter
Wasser in immer kleinere Tropfen auf, dann vergrößert sich die Oberfläche. Je größer die
Oberfläche, desto besser die Löschwirkung. Je kleiner aber die Tropfen, desto schwieriger wird
es, sie auf den Brandherd zu blasen. Wissenschaftler des Instituts der Feuerwehr in
Heyrothsberge nahe Magdeburg kamen auf eine ausgefallene Idee: Sie montierten das
Triebwerk eines MIG-Kampfflugzeugs auf einen Panzer und leiteten einen Wasserstrahl in den
Rückstrahl des Triebwerks. Eine Methode, mit der ungarische Feuerwehrleute 1991 viele der
brennenden Ölquellen in Kuwait löschten.


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Vielleicht eine Technik der Zukunft: das Sprenglöschverfahren. Dabei wird ein seilförmiger
Sprengstoff durch einen Plastikschlauch gezogen. Dieser wird anschließend mit Wasser gefüllt
und an den Brandherd gebracht. Zündet der Sprengstoff, dann wird das Wasser in
Abermilliarden feinster Tröpfchen zerrissen und mit riesiger Wucht auf das Feuer gedrückt. Die
Flammen werden gleichzeitig abgekühlt und ausgeblasen. Kleinere Versuche waren schon
erfolgreich; ob das Verfahren aber auch im Ernstfall erfolgreich sein wird, ist noch nicht klar.
Es gibt Feuer, die sollte man niemals mit Wasser löschen: Flüssigkeitsbrände. Der Grund: Die
Wassertropfen dringen in die heiße Flüssigkeit ein und verdampfen augenblicklich, wobei sie
sich stark ausdehnen. Dadurch werden Brennstoffteilchen in die Luft gerissen, die beim Kontakt
mit dem Sauerstoff der Luft sofort explodieren. Flüssigkeitsbrände löscht man mit Schaum.
Dieser trennt den Brennstoff vom Sauerstoff ab. Zusätzlich kühlt das im Schaum enthaltene
Wasser und raubt den Flammen damit die Energie.
Wenn Wasser und Schaum mehr Schaden als Nutzen anrichten, löscht man mit Löschgas zum Beispiel da, wo teure Computer oder Bücher stehen. Das Löschgas reduziert den Anteil
des Sauerstoffs in der Luft. Sinkt dieser unter 14 Prozent, geht das Feuer aus.
Einige Regeln zum richtigen Gebrauch Ihres Feuerlöschers: - Handfeuerlöscher enthalten
Löschpulver; im Dauerbetrieb reicht das Pulver nur für 10-15 Sekunden, man hat also nicht viel
Zeit. Nur Glutnester sollte man stoßweise löschen; ansonsten empfiehlt es sich, den gesamten
Inhalt auf einmal einzusetzen. Vor allem bei Flüssigkeitsbränden ist dies wichtig: Hört man
nämlich zwischendrin auf, entzündet sich der gesamte Brandstoff erneut.
- Feuer in Windrichtung angreifen
- Flächenbrände von vorne nach hinten löschen
- Tropf- und Fließbrände von oben nach unten löschen
- Hat man mehrere Löscher zu Verfügung, sollte man sie gleichzeitig
einsetzen, nicht nacheinander
Wichtig: Feuer kann sich nach dem Löschen wiederentzünden!


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Das war meine Dokumentation zum Thema Feuer

Ich danke euch für euer Interesse