Granulare Materie: Besser stapeln mit Wärme
Wenn die Dose für die Semmelbrösel zu klein ist, stellen Sie diese doch kurz in den Ofen – danach könnten noch ein paar Körnchen mehr hinein passen. Denn durch die Ausdehnung des Gefäßes rutschen die Brösel von oben nach und verdichten so den Inhalt. Kühlt die Dose wieder ab, weichen die Körnchen deshalb auch nicht etwa wieder nach oben aus, berichten Forscher der Pennsylvania State University.
Die Packungsdichte bei runder granulöser Materie liegt normalerweise zwischen 57 und 64 Prozent, bei nicht kugelförmigen Objekten sogar deutlich niedriger. Schütteln steigert den Prozentsatz, da durch die Umlagerung Lücken gefüllt werden und sich die Körnchen enger lagern. Peter Schiffer und seine Kollegen demonstrierten nun mit Glaskügelchen in Plastikzylindern, dass auch die Erwärmung um zehn Grad über Raumtemperatur ausreicht, um die Packungsdichte um 0,3 Prozent zu steigern. Erhitzten sie ihre Glaskugelbehälter auf gut hundert Grad Celsius, holten sie ein ganzes Prozent bei der Packungsdichte heraus. Mehrere Abfolgen hintereinander steigerten die Ausbeute: Bei über hundert Grad Celsius und dreißig Wiederholungen konnten die Forscher die Packungsdichte von zuvor 59 auf 62 Prozent erhöhen.
Verantwortlich für den Effekt ist die stärkere Ausdehnung des Kunststoffs gegenüber den Glaskugeln, der das Nachrutschen ermöglicht. Umgekehrt sieht es aus bei Plastikkugeln in Glasgefäßen, erklären die Forscher. Womöglich seien solche Temperatureinflüsse zum Beispiel verantwortlich für Silokatastrophen, in denen das gelagerte Getreide plötzlich instabil wird und zusammenstürzt.
Die Packungsdichte bei runder granulöser Materie liegt normalerweise zwischen 57 und 64 Prozent, bei nicht kugelförmigen Objekten sogar deutlich niedriger. Schütteln steigert den Prozentsatz, da durch die Umlagerung Lücken gefüllt werden und sich die Körnchen enger lagern. Peter Schiffer und seine Kollegen demonstrierten nun mit Glaskügelchen in Plastikzylindern, dass auch die Erwärmung um zehn Grad über Raumtemperatur ausreicht, um die Packungsdichte um 0,3 Prozent zu steigern. Erhitzten sie ihre Glaskugelbehälter auf gut hundert Grad Celsius, holten sie ein ganzes Prozent bei der Packungsdichte heraus. Mehrere Abfolgen hintereinander steigerten die Ausbeute: Bei über hundert Grad Celsius und dreißig Wiederholungen konnten die Forscher die Packungsdichte von zuvor 59 auf 62 Prozent erhöhen.
Verantwortlich für den Effekt ist die stärkere Ausdehnung des Kunststoffs gegenüber den Glaskugeln, der das Nachrutschen ermöglicht. Umgekehrt sieht es aus bei Plastikkugeln in Glasgefäßen, erklären die Forscher. Womöglich seien solche Temperatureinflüsse zum Beispiel verantwortlich für Silokatastrophen, in denen das gelagerte Getreide plötzlich instabil wird und zusammenstürzt.
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