Forschung & Technik – Technik
Physik und Technik bei Tisch
Plauderei von Hans Dominik
Die Woche • 20.9.1913
Voraussichtliche Lesezeit rund 6 Minuten.
Eine sehr schöne Geschichte, die als Übersetzungsaufgabe sogar in den großen Ploetz gekommen ist, weiß zu erzählen, wie der hoffnungsvolle Knabe James Watt den siedenden Teekessel auf dem väterlichen Esstisch beobachtete, das Tanzen des Deckels verfolgte und daraus die Anregung fasste, später die Dampfmaschine zu erfinden und überhaupt ein großer Mann zu werden. Leider ist an dieser sinnreichen Geschichte kein Wort wahr, aber sie hätte immerhin wahr sein können und ist zum mindesten gut erfunden. Denn tatsächlich umgeben uns auf dem Esstisch im Verlauf eines einfachen Mahles eine ganze Reihe von physikalischen Erscheinungen, die heute auch in der Technik weitgehende und wichtige praktische Anwendungen gefunden haben.
Da entkorkt jemand die Sektflasche und lässt den sprudelnden Edelwein in die Gläser fließen. Schäumend füllt das Getränk ein Glas bis zum Rand. Es muss mit dem Einschenken aufgehört werden, sonst würde der Wein über den Glasrand fließen. Doch schon nach wenigen Sekunden ist die Kohlensäure, die in Vermischung mit dem Wein den Schaum bildete, verflogen, und kaum noch zum dritten Teil ist das Glas gefüllt.
Was lehrt die Betrachtung? Dass eine Flüssigkeit ihr Volumen gewaltig vermehrt, sobald wir irgendein Gas einblasen, das sie in Form vieler Formen oder Bläschen durchsetzt. Die praktische Anwendung dieser Erscheinung aber finden wir in der Mammutpumpe, die, wie schon der Name besagt, zu den leistungsfähigsten Pumpen gehört. Mit solchen Mammutpumpen wurde beispielsweise die Baugrube des Spreetunnels der Untergrundbahn trocken gehalten. Die Passanten konnten während der Bauzeit beobachten, wie sich aus einigen zwanzig weit über den Spreespiegel hinausragenden Rohren gewaltige Mengen eines ein wenig milchig aussehenden Wassers in die gemeinsame Sammelrinne ergossen. In einfachster Weise wurde dies Wasser nach dem Schaumprinzip gefördert. Einige zwanzig Meter tief reichten die Brunnenrohre in den Boden hinab. Nach dem Gesetz von den kommunizierenden Röhren mussten sie sich genau so hoch mit Wasser füllen, wie außerhalb der Grundwasserspiegel stand. Nun aber war in jedes dieser Brunnenrohre bis fast auf den Grund ein dünnes Röhrchen hinabgeführt, aus dem fortwährend Pressluft hinaustrat. Die vermischte sich mit dem Wasser zu Schaum und verlieh ihm dabei das doppelte und dreifache Volumen des reinen Wassers. Genau so wie der schäumende Sekt aus der Flasche oder dem Glas lief jener Wasserschaum im Brunnenrohr über und ergoss sich in die Sammelrinne, wo er nach dem Entweichen der Luft in wenigen Sekunden wieder klares Wasser wurde.
Im Lauf des Mahles wird Bouillon in Tassen aufgetragen. Ein alter Lehrsatz der Gastronomie lautet: Bouillon ist immer zu heiß. Jeder Praktiker wird es bestätigen, jede Hausfrau wird beipflichten, dass man grade eine gute, fettreiche Bouillon unendlich lange zum Abkühlen stehenlassen kann, und dass sie immer noch zu heiß auf die Tafel kommt. Der Grund dafür liegt in den physikalischen Verhältnissen. Die stärkste Abkühlung erfährt eine warme Flüssigkeit durch die Verdampfung. Eine dampfende Suppe, ein dampfender Kaffee kühlen sich überraschend schnell ab. Aber eine gute Bouillon dampft nicht, weil ihre Oberfläche von einer feinen Fettschicht bedeckt ist. Die Dampfspannung, die in der warmen Flüssigkeit herrscht, ist nicht imstande, diese feine Schicht zu durchbrechen, und so ist die Abkühlung allein durch Leitung und Strahlung durch die Tassen- oder Topfwände hindurch möglich, und das geht so langsam, dass für viele Menschen Bouillon bereits ein Synonym für einen verbrannten Mund geworden ist.
Die Technik hat die physikalischen Verhältnisse, die hier vorliegen, in großem Maßstab ausgewertet. Will man Wärme zusammenhalten, so muss man die Verdampfung verhindern, den Gegendruck, der auf der natürlichen Dampfspannung lastet, erhöhen. Will man die Verdampfung fördern, so muss man jenen Gegendruck künstlich erniedrigen, muss ihn, wenn nötig, kräftig absaugen.
Wir tun es bei Tisch im kleinen, indem wir auf die Bouillon blasen und dadurch die hemmende Fettschicht beiseitedrücken und gleichzeitig frische Luftteilchen an die Oberfläche der Flüssigkeit bringen. Im großen geschieht es in der Technik überall dort, wo beispielsweise in Vakuumpfannen gekocht wird. Wir würden unseren guten Tischzucker nicht annähernd so billig bekommen, wenn das Einkochen der Zuckerbrühe nicht im Vakuum erfolgte, in einer mächtigen Kugelpfanne, aus der Wasserdampf und Luft fortwährend abgesaugt werden, so dass die Flüssigkeit bei geringer Temperatur und entsprechend geringem Brennstoffverbrauch siedet.
Die Pause zwischen zwei Gängen benutzt der eine oder andere wohl in Gedanken dazu, ein Stückchen Brotkrume zu drücken und zu kneten, und erhält aus dem flockigen Brot in kürzester Zeit eine feste plastische, kittartige Masse. Diese Spielerei gilt nicht grade als Muster guter Sitten, aber eine andere Geschichte, die vielleicht ebenso unbegründet ist, wie die von James Watt, weiß doch zu erzählen, dass bei solcher Kneterei das berühmte Mannesmanns-Verfahren der Rohrdarstellung entdeckt worden sei. In der Tat kann jeder den Versuch leicht nachmachen. Es ist wohl möglich, durch ein eigenartiges schiefes Rollen einer solchen gekneteten Brotmasse derartig auf den Stoff einzuwirken, dass er an Umfang vorwärtsschreitet, in der Mitte zurückbleibt, und dass sich ein richtiges Rohr aus ihm bildet. Franz Reuleaux hat das Mannesmanns-Verfahren einmal so definiert, dass einer Eisenstange dabei in kaltem Zustand das Fell über die Ohren gezogen wird. Nach dem gleichen Prinzip können wir die geknetete Brotkrume wälzen, und mag die Mannesmanns-Erfindung auch nicht von einer Beobachtung bei Tisch herrühren, so können wir sie jedenfalls bei Tisch nachmachen.
Der heiße Tee wird in die Gläser gegossen. Aber dass ja in jedem Glas ein Löffel steckt, mahnt die Hausfrau. Denn sonst springt das Glas.
Es ist etwas Wahres an dieser Behauptung. Gewiss gibt es namentlich dickwandige Gläser, die auch trotz des Löffels springen, und manches Glas käme auch ohne den Löffel vielleicht ohne Sprung davon. Die Wirkung des eingelegten Löffels ist eine doppelte. Erstens soll der Tee auf den Löffel gegossen werden, und bei der Gelegenheit nimmt das sehr gut leitende Silber dem Tee schon gehörig Wärme ab. Zweitens zerstiebt der Tee auf dem Löffel und berührt die Glasfläche gleichzeitig an vielen Punkten, anstatt an einer konzentrierten Stelle.
Das gleiche Prinzip finden wir in der Technik an hundert Stellen. Überall müssen schnelle und ungleichförmige Erhitzungen oder Abkühlungen vermieden werden, wenn nicht die gefürchteten Materialspannungen auftreten sollen, die den stärksten Stahlguss gelegentlich ebenso zerbrechen wie ein Teeglas. Der Maschinist, der seine tausendpferdige Dampfmaschine erst ganz vorsichtig anwärmt, bevor er den heißen Dampf mit voller Gewalt einströmen lässt, handelt nach dem gleichen Prinzip wie die Hausfrau, die den Löffel in das Glas legt. Der Konstrukteur, der metallische Kühlrippen an Motoren oder Quarzlampen anbringt, handelt nach dem gleichen Grundsatz. In neuster Zeit kommen auch Drahtspiralen auf den Markt, die das lästige Springen der Zylinder stark reduzieren. Eine dünne Drahtspirale liegt in wenigen Windungen im Zylinder vom unteren bis zum oberen Rand. Sie ist kaum sichtbar, aber sie wirkt doch derartig wärmeableitend und wärmeverteilend, dass das Springen kaum noch auftritt.
Nun der Schluss der Tafel bei Bier und Zigarre. Ein wenig Zigarrenasche ist auf das frische Tischtuch gefallen. Wollten wir sie mit der Hand oder auch mit dem Tischbesen entfernen, wir würden einen Teil davon in das Gewebe drücken und einen hässlichen Fleck erzeugen. Aber ein vorsichtiges, recht schräges Blasen genügt, um die Asche restlos fortzutreiben. Die Anwendung der Luft, des Luftstroms zur Reinigung von Geweben. Bei Tisch schon seit vielen Jahrzehnten geübt, in unserem Zeitalter der Vakuumreiniger und ähnlicher Apparate, eine neue und im großen angewandte technische Reinigungsmethode.
Dann das Bierglas. Ein schöner hoher Becher, unten ganz spitz und oben gut breit. Das Glas muss Vertrauen erwecken. Nur leider besagt ein Satz der Mathematik, dass der Inhalt eines Kegels nur den dritten Teil vom Inhalt eines Zylinders beträgt. Die guten alten Seidel waren Zylinder und hatten dementsprechenden Inhalt, wenn nicht mit unmöglich dicken Glasböden gearbeitet wurde. Diese modernen Spitzbecher lehnen sich der Kegelform an, und ihr Inhalt ist dementsprechend bescheiden. Hier hat einmal die Technik der Tafel, des Schankgewerbes sich einen mathematischen Satz raffiniert zunutze gemacht, um Trinkgefäße zu schaffen, die nach viel aussehen und doch nur wenig fassen.
Schließlich noch will sich jemand am Tisch Notizen machen und legt das Blatt Papier einfach auf das Tischtuch. Aber die Schrift wird nicht schön. Sie zeigt in den Strichen eine eigenartige Körnung, entsprechend der Struktur und dem Muster des Tischtuches. Die schwarze Fläche, die beim Schreiben auf glatter Unterlage gleichmäßig schwarz erscheinen würde, ist hier in viele hundert Punkte und Pünktchen zerlegt. Würde jemand ein solches Blatt Papier gleichmäßig mit dem Bleistift schwärzen, so würde das ganze Damastmuster des Tuches in dieser schwarzen Fläche deutlich scheinen. Das ganze Prinzip der Rasterfotografie, der Auflösung eines Bildes in Punkte von verschiedenem Helligkeitswert, auf dem unsere ganze moderne Illustrationstechnik beruht, findet sich hier bereits vor und wurde sicherlich schon viel früher gelegentlich bei Tisch beobachtet, bevor die Technik daran ging, es zielbewusst zu verwerten.
Man sieht wohl, dass sich zwischen dem schlichten Esstisch und der großen Welt der Technik so manche Fäden hin und her spinnen, dass hier vielfach physikalische Verhältnisse auftreten, die sich später als überaus fruchtbare technische Prinzipien erwiesen haben.
Entnommen aus dem Buch:
Der Ingenieur Hans Dominik (1872 – 1945) ist vor allem durch seine technisch-utopischen Romane bekanntgeworden. Dominik war aber in erster Linie Wissenschaftsjournalist und verfasste zahlreiche populärwissenschaftliche Beiträge für verschiedene Zeitschriften und Tageszeitungen. Dabei brachte er im lockeren Plauderton dem interessierten Laien wissenschaftliche Grundlagen und neue technische Errungenschaften näher. Dieses Buch versammelt eine repräsentative Auswahl seiner wissenschaftlichen und technischen Plaudereien.
