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Der paradoxe Eierkocher. Physikalische Spielereien aus Professor Bürgers Kabinett

Birkhäuser, Basel 1995.
224 Seiten, DM 49,80.

Besitzen Sie einen Eierkocher? Haben Sie sich auch schon gefragt, warum eigentlich – bei gleicher Garzeit – für mehr Eier weniger Wasser in die Verdampferschale zu füllen ist?

Wolfgang Bürger, Professor für Mechanik an der Universität Karlsruhe, macht verständlich, was zunächst der Intuition widerspricht: Das eingefüllte Wasser wird erhitzt und verdampft; der Dampf schlägt sich auf den Eierschalen nieder, überträgt Wärmeenergie, kondensiert und fließt als Wasser in die Verdampferschale zurück. Bei größerer Eierschalenoberfläche vollführen mehr Wassermoleküle pro Zeiteinheit diesen Kreislauf; dieselbe Menge Wärmetransportmedium wird also effektiver genutzt.

Sie muß allerdings auch mehr Energie übertragen. Warum benötigt man dann für mehr Eier nicht gleich viel, sondern sogar weniger Wasser?

Dazu liefert Bürger eine Theorie. Über die Energiebilanz für das Ei und das Wärmeübergangsgesetz leitet er eine Formel ab, mit der man für jede Anzahl von Eiern und gewünschte Kochzeit die erforderliche Wassermenge berechnen kann. Die Formel bestätigt sowohl Bürgers eigene Kochexperimente als auch die Betriebsanleitung für das Gerät.

In dem Buch geht es um Alltagsphysik, Spielereien und scheinbare Paradoxien. Die Kapitel tragen Überschriften wie "Widerspenstiger Gartenschlauch", "Das Jojo – eine lange Geschichte" oder "Die Sozialismus-Maschine": Zwei Menschen hängen an beiden Enden eines Seils, das über eine Rolle verläuft. Wenn einer hochzuklettern sucht: Wird seine Leistung dann auf der Stelle vergesellschaftet, indem der andere ohne eigenes Zutun mit hochgezogen wird? Kommt der Nichtstuer sogar schneller nach oben als sein strebsamer Gegenspieler?

Vor dem Hintergrund der Physik erzählt Bürger Geschichten und Geschichte. So findet der Leser sich plötzlich im Jahre 1875 auf dem Glockenstuhl des Kölner Doms wieder: Die Läutemannschaft versucht vergeblich, einer neuen, mehr als 27 Tonnen schweren Glocke einen Ton zu entlocken. Der Klöppel schwingt zwar mit der Glocke hin und her, trifft jedoch den Schlagring nicht, und die Glocke bleibt stumm.

Offensichtlich hatte der Glockengießermeister Andreas Hamm aus Frankenthal Größe, Form und Masse von Glocke und Klöppel so ungeschickt gewählt, daß sie nicht zusammenkamen: Die Unläutbarkeitsbedingung war erfüllt, eine Beziehung zwischen Pendellängen und Amplituden beider Teile, die aus deren Bewegungsgleichungen hervorgeht.

Letztlich wurde die Glocke durch Probieren doch läutbar gemacht und im Südturm des Doms montiert. Kurioses Detail: Ursprünglich aus erbeuteten Kanonenrohren hergestellt, wurde sie im Ersten Weltkrieg für Kanonen wieder eingeschmolzen. Erst 1924 hängte man die heutige Sankt-Peters-Glocke auf.

Viele der Kapitel basieren auf Bürgers persönlichen Erlebnissen. So traf er in einem Geschenkartikelgeschäft auf seltsame Figuren, die er als Kopffüßer bezeichnet: Ballone, mit einem leichten Gas gefüllt, mit aufgemalten Gesichtern und langen angeklebten Beinen aus Papier. Damit schweben die Kopffüßer, als stünden sie mit den Füßen auf dem Boden. Der Autor fragte spaßeshalber anwesende Kunden, warum die Ballone nicht davonflögen, doch keiner konnte ihm eine Antwort geben.

Die Lösung ist einfach: Das Gewicht des Ballons samt Beinen und Füllgas muß gleich dem Gewicht der verdrängten Luft sein. Bringt man einen Kopffüßer durch Anheben oder Herunterdrücken aus seiner Gleichgewichtshöhe, so findet er durch eine Rückstellkraft wieder in diese zurück. Bürger setzt auf die Neugier und den Spieltrieb seiner Leserschaft und gibt sogar eine Bastelanleitung für einen Kopffüßer aus einem Korken und einer Kette, den man in einem wassergefüllten Gefäß steigen und sinken lassen kann – einen Verwandten der gläsernen Teufelchen, die manchmal noch auf Jahrmärkten zu haben sind.

"Der paradoxe Eierkocher" ist trotz populärwissenschaftlicher Aufmachung ein anspruchsvolles Buch. Bürger gibt zum Phänomen jedes Kapitels zunächst eine anschauliche Erklärung und baut darauf die zugrundeliegende Theorie mathematisch auf. Hilfreich sind die vielen Zeichnungen und Graphiken, mit denen Matthias Schwoerer die Herleitungen liebevoll illustriert hat. Die 27 Kapitel, die zumeist auf Beiträgen in "Bild der Wissenschaft" basieren, sind in sich abgeschlossen und unabhängig voneinander.

Wer nicht vor Formeln zurückschreckt und ein breites physikalisches Grundwissen hat, wird an diesem Buch sicherlich seine Freude haben. Wie der Autor im Vorwort fordert, sollten Leser derartige Kenntnisse mitbringen. Die "fortgeschrittenen Schüler und Lehrer", die er als Zielgruppe im Auge hat, dürften jedoch teilweise überfordert sein. So sind die Bewegungsgleichungen des Jojos oder die Geometrie des Drachensteigens nicht immer leicht nachvollziehbar. Wer sich aber die Mühe macht mitzudenken, wird so manches Aha-Erlebnis haben.



Aus: Spektrum der Wissenschaft 1 / 1997, Seite 116
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
1 / 1997

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 1 / 1997

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