Demo-Exper. 1 Lösung Gasflamme und Drahtnetz

ForscherInnenwerkstatt Physik
Graz, 01-2015
Demonstrationsexperiment 1
Gasflamme und Drahtnetz
Lösung
Abb. 1
1.
Die Flamme kann das Netz nicht durchdringen und brennt nur unterhalb des Drahtnetzes. Man
bewegt das Drahtnetz nach unten zum Ausströmrohr des Gases. Dabei wird die Flamme
immer kleiner und erlischt, wenn das Drahtnetz direkt auf das Ausströmrohr gehalten wird.
2.
Die Flamme wird mit dem Drahtnetz von der Gasbrenneröffnung abgehoben und brennt nur
oberhalb des Netzes. Wenn allerdings das Netz schon sehr heiß ist, brennt die Flamme
oberhalb und unterhalb des Netzes.
3.
Hält man das Drahtnetz einige Zentimeter über die Rohrmündung und entzündet man das Gas
oberhalb des Netzes, so brennt es nur über dem Netz. Die Flamme schlägt nicht nach unten
durch (siehe Abb. 1 und Titel).
Erklärung
Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Drahtnetzes kühlt die Temperatur der Flamme so weit ab, dass
die Flamme nicht hindurch wandert.
1. Das Gas des Gasbrenners kann durch die Maschen des Drahtnetzes hindurch strömen, die Flamme
hingegen nicht, da das Metall des Drahtnetzes aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit die
Wärme der Flamme ableitet. Sinkt die Temperatur oberhalb des Drahtnetzes unter die
Zündtemperatur des Gases, kann die Flamme nicht hindurch.
2. Im zweiten Fall brennt die Flamme nur oberhalb des Drahtnetzes. Die Flamme kann beim
Hochheben wegen der niedrigen Temperatur des Drahtnetzes (unter der Zündtemperatur) nicht
durch das Drahtnetz hindurch gelangen.
3. Im dritten Fall strömt das unverbrannte Gas des Gasbrenners durch die Maschen des Drahtnetzes
nach oben und kann oberhalb des Netzes entzündet werden. Auch hier leitet das Metall die Wärme
der Flamme ab, so dass die Temperatur unterhalb des Netzes niedriger ist als die Zündtemperatur
des Gases.
Bemerkungen
Dieses Prinzip nutzte der englische Chemiker Humphrey Davy (1778-1829) bei der Entwicklung der
nach ihm benannten Sicherheitsgrubenlampe aus. Er verwendete sogar ein doppeltes Drahtnetz, um die
Explosionsgefahr durch die sich im Stollen befindenden Kohlenwasserstoffe zu verhindern. Die
brennbaren Kohlenwasserstoffe konnten in die Lampe einströmen, aber eine Entzündung der Gase
außerhalb der Lampe wurde vermieden.
Quellenangabe:
Physikalische Freihandexperimente, 1997, Aulis-Verlag, D 85399 Hallbergmoos