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Wir nehmen ein Reagenzglas zur Hand,
ziehen einen Luftballon über die Öffnung
und erhitzen das Glas von unten.
Der Ballon füllt sich mit heißer Luft und verändert seine Form.
Was geschieht, wenn wir das Glas mit kalter Fönluft wieder abkühlen?
Fönluft strömt aus.
Der Ballon schrumpft zusammen.
Erhitzen wir das Glas, füllt er sich mit heißer Luft.
Kühlen wir das Glas ab, geht die Luft raus.
Wir setzen den Effekt bei einer Spritze ein,
befestigen das Reagenzglas in einer Halterung.
Das Glas verschließen wir mit einem Gummipfropfen.
Über einen Schlauch verbinden wir Glas und Spritze.
Die Luft soll sich erwärmen, ausdehnen,
Kolben und Spritze auseinanderdrücken.
Das Glas müsste sich neigen. Wird der Druck reichen?
Das Glas bewegt sich.
Es funktioniert.
Die erwärmte Luft dehnt sich aus
drückt Kolben und Spritze auseinander.
Nehmen wir die Flamme weg, kühlt die Luft ab,
die Spritze senkt sich, das Glas neigt sich zurück.
Mit einer Wärmebildkamera können wir die Temperaturen verfolgen.
Blau steht für niedrige Temperatur, helles Grün und Rot für warme.
Den Boden des Reagenzglases erhitzen wir, bis das Glas sich neigt.
Nehmen wir die Flamme weg,
kühlt der Boden ab, das Glas kippt wieder zurück.
Wir verändern unser Experiment, füllen Glasmurmeln ins Reagenzglas.
Wenn wir das Glas erhitzen, hebt sich die Spritze,
das Glas bewegt sich mit.
So weit alles, wie gehabt.
Nun nehmen wir die Flamme nicht weg, sondern beobachten die Murmeln.
Die Murmeln rollen hin und her.
Die Spritze bewegt sich auf und ab,
obwohl wir die rechte Seite weiter erhitzen.
Die rollenden Murmeln beeinflussen das Geschehen,
sorgen für Temperaturveränderungen.
Die Spritze geht auf und ab.
Wir prüfen das mit unserer Wärmebildkamera.
Die Werte der linken Seite schwanken.
Rollen die Kugeln nach links, steigt die Temperatur dort.
Wir wollen den Versuch unter Extrembedingungen wiederholen.
Große Hitze und ein Rohr, das richtig was aushält.
Stahlkugeln statt Glasmurmeln.
Das Rohr ist 1 m lang und hat einen Durchmesser von 12 cm.
Es wiegt 13 kg.
Dieses Rohr ist so groß,
dass wir ein Thermometer darin befestigen können.
Wir werden die Temperaturen im Inneren beobachten.
5 Stahlkugeln kommen in das Rohr.
Jede einzelne wiegt 400 g.
Vorsichtig lassen wir sie durch die Öffnung rollen.
Wird es uns gelingen,
das schwere Stahlrohr so wippen zu lassen wie das leichte Reagenzglas?
Unsere Spritze aus Stahl und Aluminium
hat einen Durchmesser von 6 cm.
Wir ölen den Kolben ein, damit die Spritze gut gleiten kann.
Alles muss gut verschraubt werden.
Das Thermometer befestigen wir in der Mitte des Rohrs.
Der Wärme-Sensor wird die Temperatur im Rohrinneren messen.
Jetzt wird es heiß.
Gasbrenner zischt.
Alle zurückbleiben, Gasbrenner haben mächtig Power.
Wie zuvor beim Reagenzglas,
gehen wir auch bei diesem Stahlrohr vor.
Nur ist diesmal alles ein paar Nummern größer.
Ein Blick durch unsere Wärmebildkamera.
Das Rohrende ist weiß abgebildet, es ist glühend heiß.
Außentemperatur: 170 Grad Celsius.
Wie hoch ist die Innentemperatur?
37,5 Grad Celsius.
Die Spritze bewegt sich nicht.
Also weiter erhitzen.
Außen glüht das Rohr schon,
aber im Inneren steigt die Temperatur nur langsam.
Jetzt sind es 46,5 Grad Celsius.
Das dauert alles zu lange.
Wir holen Verstärkung und erhitzen das Rohr nun mit 3 Gasbrennern.
Hoffentlich hält der Stahl das durch.
Jetzt hat sich etwas bewegt.
Das Rohr beginnt sich zu neigen
und wippt wieder zurück.
Was zeigt das Thermometer an?
Im Rohrinneren haben wir fast 70 Grad.
Damit kommt Bewegung in die Sache.
Die heiße Luft dehnt sich aus.
Sie drückt die Spritze hoch, das Rohr neigt sich.
Die Kugeln rollen nach rechts.
Links kühlt die Luft ab, der Druck verringert sich.
Die Spritze senkt sich, das Rohr kippt.
Die heißen Kugeln rollen nach links, verdrängen die kühle Luft.
Sie wandern Richtung Brenner. Die Flamme erhitzt die Luft,
sie dehnt sich aus, die Spritze kommt hoch.
Können wir mit dem Wechsel zwischen Heiß und Kalt
ein längeres, richtig schweres Rohr bewegen?
Unser Team hat aufgerüstet.
3 m lang ist unser neuer Kandidat.
Diesmal stecken wir 15 Kugeln in das Rohr.
Kugeln und Rohr wiegen gemeinsam 80 kg.
Bringen wir das zum Schaukeln, mit ein bisschen heißer Luft?
Zischen
Wir gehen sehr entschlossen vor. Das Erhitzen beginnt.
Mit 2 Thermometern messen wir beidseitig die Innentemperatur.
So können wir die Wechsel von Heiß und Kalt besser verfolgen.
Jetzt aber heißt es abwarten und stetig erhitzen.
Es scheint, als beginne das Rohr sich zu bewegen.
Aber da hat ein Kollege Hand angelegt.
Er will nicht schummeln, sondern die Kugeln besser verteilen.
Das hat geholfen.
Kaum lässt er los, bewegt das Rohr sich ohne seine Hilfe weiter.
Mit den Thermometern verfolgen wir den Temperaturwechsel im Rohr.
Wie zuvor drückt die heiße Luft, die sich ausgedehnt hat,
die Spritze hoch.
Die kalte Luft lässt sie absinken. Das Rohr wippt.
Wir legen eins drauf:
Das ist Trockeneis. Temperatur: -80 Grad Celsius.
Eine Rohrseite wollen wir kühlen, die andere erhitzen.
Der größere Temperaturunterschied soll die Rohrbewegung beschleunigen.
Das Rohr bewegt sich. Leider nur einmal, dann ist Schluss.
Die Innentemperatur ist durch das Eis gefallen.
So dehnt sich die Luft nicht genug aus.
Schwer, den richtigen Unterschied zu finden.
Aber wenn alles passt, kann heiße Luft viel bewegen.
Untertitel: ARD Text im Auftrag des SWR