: letzte Fragen
Warum ist es im Schatten kühler als in der Sonne, wenn doch schwarze Sachen die Wärme anziehen? (14. 6.)
Weil die Photonen, anstatt sich durch die Aussicht auf ein lauschiges Plätzchen ablenken zu lassen, mit für geschlossene Ortschaften weit überhöhter Geschwindigkeit an dem Schatten vorbeirauschen und dadurch gar nicht sehen, ob die dort liegenden Gegenstände schwarz, weiß oder grüngelblila kariert sind. Gerhard Pauli, Düsseldorf
Der Frage liegt ganz offensichtlich die irrige Annahme zugrunde, dass Wärme „angezogen“ werden kann und dass Schatten „schwarz“ sind. Anziehen kann man zwar warme Kleider, und wenn man einen schwarzen Wollpullover anzieht, wird es einem in der Sonne vielleicht wirklich schneller zu warm als mit einem weißen. Aber in der Physik gibt es keine Wärmeanziehung, sondern Wärmestrahlung und Wärmeleitung. Sonnenwärme kommt als Wärmestrahlung auf die Erde und erreicht alles, was in der Sonne liegt, direkt (wobei tatsächlich schwarze Gegenstände die Wärmestrahlung besser aufnehmen als weiße oder gar verspiegelte), während sich Menschen oder Gegenstände, die im Schatten liegen, mit der Streuung der Wärmestrahlung und der Wärmeleitung in der Luft begnügen müssen. Ute Finckh, Berlin
Zunächst einmal muss man zwischen Wärme und Strahlung unterscheiden. Dunkle Oberflächen sind deshalb dunkel, weil sie Licht absorbieren, während helle Flächen das Licht reflektieren. Ein schwarzer Körper wird also deshalb wärmer, weil er Energie aufnimmt. Die sichtbar dunklere Farbe aller Dinge im Schatten liegt jedoch nicht an der Absorption von Strahlung, sondern daran, dass einfach weniger Lichtstrahlen einfallen. Dadurch können die im Schatten liegenden Körper auch weniger Energie absorbieren und bleiben kühler. Allerdings: In einem schwarzen T-Shirt ist es auch im Schatten wärmer als in einem weißen. Janosch Stascheit, Bochum
Aus demselben Grund, aus dem man eher tagsüber kurze Hosen trägt als in der schwarzen Nacht.
Simon Baumann, Lüdinghausen
Warum blähen sich Teebeutel so auf, wenn das heiße Wasser kommt? (14. 6.)
Es verhält sich in diesem Fall wie mit den Eisenbahnschienen. Ist es heiß, blähen sie sich auf, ist es kalt, ziehen sie sich zusammen. Auch ein gebrauchter, kalter Teebeutel ist nach einiger Zeit klein und schrumpelig. Um diesen Veränderungen entgegenzuwirken, gibt es zwischen den Schienen alle paar Meter Lücken und beim Teebeutel ist der Beutel größer als sein Inhalt. Dieser Umstand verhindert, dass der Tee in der Tasse entgleist. Susanne Wüst, Berlin
Sie würden auch dicke Backen machen, wenn man Sie mit kochendem Wasser übergießt! Heinz Krieger, Kiel
Am Aufblähen des Teebeutels und dem daraus resultierenden Auftrieb desselben zeigt sich deutlich, dass Tee, unabhängig von der Sorte, nicht dazu gemacht ist, in Teebeuteln eingesperrt zu werden. Schlussendlich sollen die Teeblätter ja IN, nicht AUF das Wasser, was, wie Versuche zeigen, am einfachsten durch Verzicht auf einen umgebenden Beutel zu erzielen ist.
Lose Teeblätter schwimmen also, im Gegensatz etwa zu Kaffeekrümeln, nicht an der Oberfläche, sondern sinken ab, bedürfen zum Schwimmen also eines ihnen als Schwimmflügel dienenden Beutels. Allerdings handelt es sich nicht um einen Schwimmflügel guter Qualität, da der Tee bereits nach kurzer Zeit auch IM Beutel absinkt. Der Teebeutel wurde mithin NICHT erfunden, um armen, des Schwimmens unkundigen Teeblättern einen folgenlosen Besuch in den Weiten des Schwimmbeckens, hier: der Teekanne, zu ermöglichen. Folglich handelt es sich beim Aufblasen des Teebeutels um einen unbeabsichtigten Effekt.
Anne Multhoff, Jena
Teebeutel blähen sich auf, weil die Luft im Teebeutel vom heißen Wasser erwärmt wird und sich ausdehnt. Gleichzeitig wird der Beutel aber nass. Dadurch ist er wesentlich weniger luftdurchlässig als zuvor, so dass die Luft auch nicht entweichen kann. Formal gilt näherungsweise (für ein ideales Gas exakt): V=nT/p. Da Molekülanzahl n, Gaskonstante R und Druck p gleich bleiben, steigt das Volumen V mit der Temperatur T. Wenn der Beutel ganz aufgefaltet ist, steigt dann auch der Druck im Beutel. Silke Karcher, Berlin
Als Naturwissenschaftler kann ich leider nur eine langweilige Hypothese formulieren: Zunächst einmal muss die Luft im normalerweise luftdurchlässigen Teebeutel eingeschlossen werden. Das passiert dadurch, dass er nass wird. Ein Wasserfilm blockiert die feinen Poren im Papier. Die eingeschlossene Luft wird natürlich heiß und dehnt sich aus, aber das trägt fast nichts zum Aufblähen bei. Beim Erwärmen von 20 auf 95 °C dehnt sich Luft nur um 25 Prozent aus. Das sähe man dem Beutel kaum an.
Gleichzeitig verdampft das heiße Wasser in die Luftblase hinein. Die Physikerin sagt: In der Blase stellt sich der der Temperatur entsprechende Dampfdruck des Wassers ein. Der Meteorologe sagt: Es stellen sich 100 Prozent relativer Luftfeuchte ein, die je nach Temperatur unterschiedlicher absoluter Luftfeuchte entsprechen.
Mit Dampf gesättigte Luft enthält absolut bei 20 °C etwa 2 Prozent Wasserdampf, bei 90 °C jedoch etwa 70 Prozent. Da dieser Dampfanteil zu der Luftblase neu dazukommt, vergrößert sich ihr Volumen nochmals um 230 Prozent. Zusammen mit der Wärmeausdehnung, kurz überschlagen: 1,25 x 3,3 = 4,125. Also bläht sich der Teebeutel ungefähr auf das Vierfache auf. Das entspricht dem, was ich so per Augenmaß an meinen eigenen Teebeuteln beim Aufgießen feststellen kann. Also könnte meine Hypothese richtig sein.
Schöne Grüße an Herrn Tünnermann aus Lemgo. Dirk Fenske, Bielefeld
Tee in Beuteln ist bekanntlich minderwertiges Zeug – da hat Herr Biolek ausnahmsweise mal Recht. Weil mit dem heißen Wasser auch „die Stunde der Wahrheit“ gekommen ist, bläht sich der Beutel noch mal kurz kräftig auf, um dann resigniert in sich zusammenzufallen und seinen mageren, bescheidenen Inhalt freizugeben. Beuteltee ist ein typisches „Mehr Schein als Sein“-Lebensmittel.
Uwe Tünnermann, Lemgo
Warum macht Seeluft hungrig? (7. 6.)
Beim Einatmen der frischen Seeluft merkt der Körper einfach, dass er doch noch lebt, was er eigentlich schon nicht mehr für möglich hielt durch das ganze andere Gasgemisch, das ihm sonst so vorgesetzt wird. Diese Erkenntnis erinnert ihn daran, dass er zum Leben Energie braucht, und erzeugt ein Hungergefühl. Steffen Zuther, Braunschweig
In der Seeluft ist ein hoher Salzgehalt. Der gaukelt dem Körper lecker Essen vor. Und weil es kein lecker Essen gibt, sondern nur Luft, reagiert der Magen mit schlimmem Knurren. Um den durch die Seeluft ausgelösten Hunger zu befriedigen, muss man viel mehr essen als sonst, weil ja ständig salzige Luft nachkommt und der Bauch den Hals nicht voll kriegt.
Barbara Kirsch, Lüneburg
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