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Das Feuer - Referat
Definition: Feuer = Flammenbildung bei der Verbrennung unter Abgabe von Wärme und Licht. Dies ist allerdings eine sehr allgemein und unkompliziert formulierte Erklärung. Während einer Verbrennung reagieren viele verschiedene chemische Stoffe miteinander, daher sind die Prozesse während einer Verbrennung äußerst komplex.Die Verbrennungslehre, ein Teilgebiet der physikalischen Chemie, beschreibt die Wissenschaft des Feuers bzw. der Verbrennung.
Entstehung: Feuer kann nur unter bestimmten Bedingungen entstehen. Es gibt 3 Grundvoraussetzungen:
1. Ein Brennstoff (beispielsweise ein Brenngas wie Wasserstoff, oder fossile Energieträger).
2. Ein Oxidationsmittel, welches mit dem Brennstoff direkt in Berührung kommt (in den meisten Fällen ist das der Sauerstoff der Luft).
3. Zündenergie, welche das Feuer auslöst (beispielsweise Wärme, ein mechanischer Funken oder Elektrizität).Diese drei Grundvoraussetzungen für die Entstehung eines Feuers werden meist in einem „Vebrennungsdreieck“ dargestellt. Feuer kann ausschließlich dann entstehen, wenn alle dieser drei Komponenten vorhanden sind und deren Verhältnisse stimmen. Bei mangelndem Sauerstoff oder zu wenig Brennmaterial bleibt das Feuer aus. Sind alle Bedingungen erfüllt, beginnt eine Kettenreaktion, die dafür sorgt, dass das Feuer erhalten bleibt und nicht direkt wieder erlischt.
Brennstoffe:Es gibt gut und weniger gut brennende Stoffe. Brennstoffe können von festem (z.B. Kohle), flüssigem (z.B. Ethanol) sowie gasförmigem Aggregatzustand (z.B. Wasserstoff) sein. Einige weitere Brennstoffe sind beispielsweise: Holz, Kohle, Benzin, Erdöl. All diese Brennstoffe enthalten das Element Kohlenstoff, welcher bei einer Verbrennung Elektronen an den Sauerstoff der Luft abgibt. Es entsteht dabei Kohlenstoffdioxid bzw. CO2, ein nicht brennbares, geruchloses Gas.
Jeder Brennstoff hat einen bestimmten Flammpunkt. Der Flammpunkt beschreibt die Temperatur, die ein Stoff haben muss, um sich zu entzünden. Holz hat beispielsweise den Flammpunkt 250°C, das heißt, wenn man eine Flamme an ein Stück Holz hält, erhitzt die Flamme das Holz zunächst auf jene Temperatur, bis es schließlich Feuer fängt. Zudem muss zuerst das gesamte Wasser im Holz verdunsten. Ist die Flamme zu schwach, um das Holz genügend zu erhitzen, entzündet es sich nicht. Dies ist außerdem der Grund, weshalb ein kleines Stück Holz leichter entzündbar ist, als ein großes. Auch entzündet sich ein trockener Stoff viel schneller als ein feuchter.Benzin hat hingegen beispielsweise einen Flammpunkt von -20°C.
Feuer als Chemischer Vorgang: Chemisch gesehen ist Feuer ein Oxidationsprozess unter Bildung von Flammen. Meist reagiert dabei Kohlenstoff, welcher im Brennstoff enthalten ist, mit dem Sauerstoff der Luft. Es wird demnach ein Stoff oxidiert (das bedeutet, Elektronen werden abgespalten und Sauerstoff aufgenommen). Diese Verbrennungsreaktion ist eine exotherme Reaktion, das bedeutet, dass durch die Reaktion mehr Energie freigesetzt wird, als zuvor von außen zugeführt wurde. Was wir von dieser exothermen Reaktion effektiv wahrnehmen, sind die deutlich hohen Temperaturen sowie das helle Licht der Flamme.Feuer ist also ein Verbrennungsprozess, bei welchem eine Energiefreisetzung in Form von Licht und Wärmestrahlung erfolgt.
Die Flamme:Findet eine Verbrennung statt, können wir eine Lichterscheinung beobachten, eine Flamme. Diese Flamme ist das Resultat einer Energieumwandlung. Die geladenen Atome, Ionen, erhalten eine Energiezufuhr durch die hohe Temperatur des Feuers. Die Elektronen dieser Atome werden daraufhin in einen höheren Energiezustand gehoben, fallen dann aber immer wieder auf einen niedrigeren Energiezustand zurück und geben die zugeführte Energie wieder ab. Diese freigesetzte Energie wird in Form von Licht abgegeben.Die Flamme kann, abhängig von verschiedenen Faktoren, unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Sauerstoffarme Flammen mit niederer Temperatur erscheinen rötlich, während sauerstoffreiche, heißere Flammen bläulich wirken.Die Ursache der Farbunterschiede liegt in den Rußpartikeln, die den entsprechenden Farbton abstrahlen.Diesen Effekt der Flammenfärbung hat sich der Mensch zu Nutze gemacht, unter anderem ist das Prinzip eines Feuerwerks darauf zurückzuführen.Eine einfache Kerzenflamme erreicht eine Temperatur von etwa 1400°C. Die heißeste bekannte Flamme entsteht bei der Verbrennung von Ozon und Dicyanoethin und hat eine Temperatur von etwa 6000°C.
Geschichte:Das Feuer wurde dem Menschen bereits vor langer Zeit zu Nutzen. Mindestens seit dem Jungpaläolithikum (Seit ca. 40.000 Jahren) ist allen Zivilisationen unserer Erde bekannt, wie man Feuer machen und zu seinem Vorteil nutzen kann. Die älteste uns bekannte Feuerstelle ist tatsächlich rund eine Million Jahre alt.Die Entdeckung des Feuers gilt als wichtiger Faktor der Menschwerdung.
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