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  • Chemische Reaktion

  • Chips

    • Wie werden Kartoffelchips hergestellt?

      Kartoffelchips sind weltweit ein beliebtes Produkt der Lebensmittelindustrie. Der herzhafte Snack wird aus frischen Kartoffeln hergestellt. In den Fabriken werden die Kartoffeln unter strengen Qualitätskontrollen zu hauchdünnen Chips aller Geschmacksrichtungen verarbeitet.

      Kartoffelchips – ein weltweit beliebter Snack

      Kartoffelchips gehören zu den beliebtesten Snacks auf der ganzen Welt. Jeder Deutsche ver-zehrt pro Jahr im Durchschnitt ein Kilo Kartoffelchips. Die Grundzutat für die knusprige Leckerei sind natürlich die Kartoffeln selbst. Frisch geerntet werden die Knollen in die Fabrik gebracht und dort zu Chips verarbeitet.

      Wie stellt die Lebensmittelindustrie Kartoffelchips her?

      In der Fabrik werden die Kartoffeln zunächst gründlich gewaschen und wandern danach in eine große Schältrommel. Dabei wird geprüft, ob Qualität und Größe der Kartoffeln den Vorgaben der Lebensmittelindustrie entsprechen. Dann kommt der entscheidende Schritt der Chips-Verarbeitung: Die Knollen werden in hauchdünne Scheiben geschnitten. Wichtig ist, dass die Maße exakt stimmen, damit die Chips ihr unverkennbares Aussehen und ihren knusprigen Geschmack erhalten. In großen Fritteusen werden die Kartoffelscheiben an-schließend in heißem Öl ausgebacken und je nach gewünschter Geschmacksrichtung – zum Beispiel mit Paprika oder Chili – gewürzt. Jetzt müssen die fertigen Kartoffelchips nur noch verpackt und in den Geschäften ausgeliefert werden.

      Kartoffelchips sind Kalorienbomben

      Kartoffeln zählen als gesundes Lebensmittel. Als Chips verarbeitet, sind die frittierten Kartof-felscheiben allerdings wahre Kalorienbomben. Ein Blick auf die Nährwerttabelle einer Chips- tüte zeigt, dass 175 Gramm Kartoffelchips je nach Hersteller rund 30 bis 35 Gramm Fett ent-halten. Isst man eine halbe Tüte Chips (ca. 100 Gramm), nimmt man damit rund 500 Kalo-rien zu sich. Viele Hersteller fügen zudem noch Salz, Gewürze, Geschmacksverstärker oder Hefeextrakt hinzu. Den Effekt kennt jeder: Man kann nicht aufhören zu knabbern, bis die Tüte leer ist.

       


  • Christentum

    • Im Jahr 1517 fordert der Augustinermönch Martin Luther eine grundlegende Reform der Kirche. Mit seinen 95 Thesen will er die Öffentlichkeit wachrütteln. Da kommt ihm gerade recht, dass Johannes Gutenberg etwa 60 Jahre zuvor in Mainz ein revolutionäres Buchdruckverfahren entwickelt hat.


    • Was waren die Bauernkriege?

      In der Zeit der Reformation tobten die Bauernkriege in Süddeutschland. Die Bauern kämpften ab 1524 gegen den Adel, der sie unterdrückte. Sie forderten mehr Rechte und die Aufhebung der Leibeigenschaft. Nicht zufällig fielen die Bauernaufstände in die Zeit der Reformation. Martin Luther hatte mit seinen Schriften den geistigen Nährboden bereitet.

      Das Los der Bauern: Frondienst und Armut

      Die Bauern im 16. Jahrhundert hatten es nicht leicht: Sie machten mit rund 80 Prozent die größte Bevölkerungsgruppe im Mittelalter aus. Sie finanzierten den Adel und die Geistlichen mit hohen Abgaben. Die Bauern besaßen kein Eigentum, viele hungerten und waren Leibeigene ihrer Fronherren. Missernten und ein schnelles Anwachsen der Bevölkerung nach der großen Pest um 1450 verschärften die ohnehin angespannte Situation.

      Der Einfluss der Reformation auf die Bauernkriege

      Der Konflikt zwischen Herrschenden und Bauern entflammte, als Martin Luther die Reform der Kirche forderte. Seine Worte in der Schrift „Von der Freyheith eines Christenmenschen“ verstanden die Bauern als Signal, um auch für ihre Freiheit zu kämpfen. Sie bildeten kleine Gruppen, so genannte „Haufen“, und schmiedeten ihre Werkzeuge zu Waffen um. Diese Drohgebärden brachten den Adel in Rage: Unter dem Heerführer Georg Truchsess von Waldburg-Zeil formierte sich ein hochgerüstetes Söldnerheer gegen die Aufständischen.

      Bauern fordern Menschenrechte in 12 Artikeln

      Was die Bauern nicht wussten: Luther stand nicht auf ihrer Seite. Ihm ging es um die religiöse Freiheit der Menschen im Jenseits, nicht auf Erden. Dies sah der Schweizer Reformator Ulrich Zwingli anders. Für ihn stellte die Bibel die Grundlage für ein christliches Leben auf Erden dar. Damit unterstützte er die Forderungen der Bauern nach besseren Lebensbedingungen. Die Bauern wussten um die militärische Überlegenheit der Söldnerheere. Deshalb bemühten sich Vertreter der „Haufen“ zunächst ihre Forderungen mit Worten durchzusetzen. Im März 1525 verfassten sie in Memmingen eine Schrift und benannten in 12 Artikeln ihre Forderungen.

      Der Bauernkrieg in Süddeutschland, ein ungleicher Kampf

      Doch der Adel reagierte mit Ablehnung. Eine gewaltsame Auseinandersetzung war unausweichlich. Am 16. April 1525 töteten aufständische Bauern in Weinsberg den Grafen Ludwig von Helfenstein mit seinen Begleitern. Das war der Auftakt zu blutigen Auseinandersetzungen in zahlreichen Regionen Süddeutschlands. Hatten die Aufstände am Hochrhein begonnen, zogen sie sich bis 1526 bis nach Thüringen, ins Elsass und zu den Alpenländern hin. Da die „Haufen“ der Bauern der Ausrüstung und der Organisation der Heere nichts entgegenzusetzen hatten, siegten letztendlich die Kanonen. Etwa 70.000 Bauern starben im Kampf für ein besseres Leben.


  • Claude Chappe

    • Was ist ein optischer Telegraph?

      Eine Welt ohne Telefon, SMS und Messenger-Dienste ist heute kaum noch vorstellbar. Aber wie übermittelte man früher Nachrichten? Berittene Boten wurden eingesetzt und man nutzte optische Signale wie Feuer, Rauch oder Licht, um Informationen weiterzugeben. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe einen optischen Telegraphen, der ganz neue Möglichkeiten eröffnete.

      Claude Chappe und die optische Telegraphie

      Bevor es in den 1840er Jahren möglich wurde, über elektrische Leitungen miteinander zu kommunizieren, wurden eilige Nachrichten von berittenen Boten überbracht. Schon lange davor verständigte man sich mithilfe optischer Signale: Über Fackeltelegraphen, Feuersignalketten, Rauchzeichen oder Spiegel, die das Sonnenlicht reflektierten, wurden Informationen weitergegeben. Diese Methoden waren aber störungsanfällig; längere Nachrichten, die viele Wörter enthielten, konnten so nicht übermittelt werden. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe gemeinsam mit seinen Brüdern eine besonders effektive Methode: die optische Telegraphie.

      Effektive Kommunikation mit visuellen Zeichen

      An einem Mast, der auf einem kleinen Turm oder einem Gebäude aufgestellt wurde, war ein schwenkbarer Querbalken befestigt. An dessen beiden Enden befand sich jeweils ein weiterer kleinerer, schwenkbarer Arm. Mit dieser Konstruktion konnten - über ein System von Seilzügen - je nach Position des Querbalkens und der Arme unterschiedliche visuelle Zeichen eingestellt werden. Diese waren jeweils einer Ziffer, einem Buchstaben, einzelnen Begriffen oder auch ganzen Sätzen zugeordnet. Der Sender verschlüsselte die Nachricht mit einem Zeichencode. Die Zeichen wurden über die Sendemasten eingestellt und als optisches Signal weitergegeben. In der Empfängerstation konnte die Nachricht mithilfe einer Tabelle entschlüsselt werden.

      Über weite Entfernungen verschlüsselt kommunizieren

      Damit die Kommunikation über weite Strecken möglich war, mussten sich die einzelnen Telegraphenstationen entlang einer Telegraphenlinie vom Sender zum Empfänger in Sichtweite befinden. Mit einem guten Fernrohr konnte man die Zeichen noch auf eine Entfernung von bis zu zwölf Kilometern erkennen. So weit waren die Telegraphenstationen auch maximal voneinander entfernt. Am Anfang der Nachrichtenkette stellten die Wärter der Sendestation die Zeichen über die schwenkbaren Arme ein. Diese wurden dann jeweils von den Betreibern der nächsten Station gesichtet und wiederum an die folgende Station weitergegeben.

      Ein Telegraphennetz über das ganze Land

      1792 konnte Claude Chappe die französische Nationalversammlung von seiner Entwicklung überzeugen; die ersten Telegraphenstationen wurden errichtet. Die erste „Telegraphenlinie“, d. h. die erste Anordnung mehrerer solcher Stationen hintereinander, wurde 1794 in Betrieb genommen. Sie bestand aus über 20 Stationen und verband Paris mit der Stadt Lille. Für die Übermittlung einer Botschaft aus 30 Wörtern brauchte man für diese Strecke von etwa 200 Kilometern ungefähr eine Stunde. Mit einem berittenen Boten hätte es einen ganzen Tag gedauert. Anfang des 19. Jahrhunderts entstand in Frankreich ein Netz von Telegraphenlinien, das sich über das ganze Land erstreckte. Es wurde mit über 500 Stationen zum wichtigsten, vor allem auch für militärische Nachrichten genutzten, System der Nachrichtenübertragung.

      Andere Länder, andere Signale

      Auch in Preußen, Schweden, England, Russland und Italien wurden optische Telegraphen zur Nachrichtenübermittlung eingesetzt. Es wurden dabei andere optische Signale verwendet. Statt drei Balken wie im französischen Telegraphennetz, mit denen 192 Einstellungen möglich waren, wurden beim Preußischen Telegraphen sechs Balken verwendet - damit waren 4.096 Einstellungen möglich. In England setzte man statt Balken achteckige drehbare Tafeln ein.

      Die elektrische Telegraphie

      Bevor elektrischer Strom effektiv und über weite Strecken genutzt werden konnte, war der optische Telegraph die schnellste Methode der Nachrichtenübermittlung. Dann erfand der Amerikaner Samuel Morse 1837 den elektrischen Schreibtelegraphen – den Morseapparat. Das Patent darauf meldete er 1840 an. Gegenüber der optischen Nachrichtenübermittlung hatte der elektrische Telegraph viele Vorteile: Zum Beispiel konnte er Tag und Nacht betrieben werden. Die übertragenen Zeichen waren nicht öffentlich sichtbar und konnten so besser geheim gehalten werden. Die optischen Telegraphenstationen wurden in der Folge nach und nach aufgegeben.


  • Computer

  • Computersimulation

  • Computertechnik

    • Wer im Internet surft, dem begegnet früher oder später der Begriff „Cookie“. Auf Deutsch: „Keks“. Was aber bitteschön, haben Kekse im Computer zu suchen? Oder vielmehr: Was sollen sie bezwecken? Zwar krümeln sie nicht, können einen aber trotzdem ganz schön auf die Nerven gehen...


  • Computertomographie

  • Corioliskraft

    • Was ist ein Jetstream?

      Ein Jetstream ist ein sehr schneller, bandförmiger Westwindstrom, der Windgeschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Stunde erreichen kann. Sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel gibt es Westwindströme, insgesamt zwei Jetstreams auf jeder Halbkugel. Die Westwindströmungen auf der Nordhalbkugel beeinflussen maßgeblich unser europäisches Wetter. Flugzeuge aus den USA mit dem Ziel Europa nutzen den starken Rückenwind von West nach Ost regelrecht als „Autobahn“. So können die Fluglinien Zeit und Benzin sparen. Doch wie kommt es zu dem Phänomen des „Jetstreams“, auch als „Strahlstrom“ be-kannt?

      Der Jetstream, starke Winde in großer Höhe

      Starke Westwindströmungen treten in großen Höhen von 10 Kilometern in der Troposphäre auf. Sie entstehen dort, wo kalte und warme Luftzellen aufeinander treffen. Der Westwind-strom an der Berührungsstelle von Polar- und Ferrelzelle heißt Polarfrontjetstream, die starken Winde zwischen Ferrel- und Hadleyzelle nennt man Suptropenjetstream. Unser Wetter in Europa wird am stärksten vom Polarfrontjetstream beeinflusst. Dieser Strahlstrom verläuft zwischen dem 40° und 60° Breitengrad und zählt zur Gruppe der „geostrophischen Winde“. Der Polarfrontjetstream bildet sich infolge globaler Ausgleichsbewegungen zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten. Dabei fließt warme Luft vom Äquator Richtung Nordpol, die durch die Erdrotation nach Osten abgelenkt wird.

      Beeinflusst die Windrichtung: die Corioliskraft

      Für die Ablenkung der Winde durch die Erdrotation ist die Corioliskraft verantwortlich. Sie ist nach dem französischen Wissenschaftler Gaspard Gustave de Coriolis benannt, der dieses Phänomen im Jahr 1835 als erster mathematisch untersuchte. Am Äquator dreht sich die Erde mit 1670 Kilometern pro Stunde nach Osten, in Richtung der Pole nimmt die Geschwindigkeit ab. Die Luftmassen, die so vom Äquator zum Nordpol strömen, nehmen den Schwung nach Osten mit und bewegen sich somit schneller als die Erdoberfläche weiter nordwärts. Daher führt die Corioliskraft auf der Nordhalbkugel zu einer Rechtsablenkung der Luftmassen; auf der Südhalbkugel zu einer Linksablenkung. Außerdem gilt: Je näher die Winde an die Pole herankommen, desto stärker ist die Ablenkung. Die Corioliskraft ist somit dafür verantwortlich, dass der Polarfrontjetstream Richtung Osten bläst.

      Verantwortlich für unser Klima in Europa: die Rossby-Wellen des Jetstreams

      In Deutschland kommt der Wind oft aus westlicher Richtung, vom Atlantik her. Er bringt feuchte Luft und sorgt für ein gemäßigtes Klima. Auch das verdanken wir einer Besonderheit des Strahlstroms: Der Jetstream ist kein gleichmäßiges Windband, er mäandert. Dabei entstehen großräumige Wellen in der Atmosphäre - sogenannte Rossby-Wellen -, in denen die Jetstreams sich um die Erde herum bewegen. Je nachdem wie die Wellen verlaufen, bilden sich Hoch- oder Tiefdruckgebiete. Sie wandern mit dem Strahlstrom von Westen nach Osten und beeinflussen unser Wetter in Europa.


    • Wie entsteht ein tropischer Wirbelsturm

      Ob Hurrikan, Taifun oder Zyklon – eines haben tropische Wirbelstürme trotz ihrer unterschiedlichen Bezeichnung in den verschiedenen Erdteilen gemeinsam: Die Stürme entstehen im Bereich der Tropen über den Ozeanen. Dabei verdunstet Meerwasser, so dass feuchtwarme Luft schnell nach oben steigen kann. Heftige Wirbelstürme können Schäden in Millionenhöhe verursachen und fordern mit ihrer gewaltigen Zerstörungskraft nicht selten viele Todesopfer, vor allem in den tropischen Küstenregionen.

      Tropische Wirbelstürme sind abhängig von Wassertemperatur und Corioliskraft

      Tropische Wirbelstürme können nur unter ganz bestimmten Bedingungen entstehen. Dazu muss die Temperatur der Meeresoberfläche mindestens 27 Grad Celsius betragen und die Corioliskraft mitwirken. Die Corioliskraft wird durch die Drehung der Erde erzeugt und lenkt die Luftmassen ab: auf der Nordhalbkugel nach rechts, also nach Osten, auf der Südhalbkugel nach links, also nach Westen. Treffen diese Faktoren - warmes Meerwasser und Corioliskraft - zusammen, kann daraus bei bestimmten Bedingungen ein Wirbelsturm entstehen. Das funktioniert aber nur innerhalb der tropischen Zone auf beiden Erdhalbkugeln - zwischen dem 5. und dem 20. Breitengrad. Am Äquator selbst sind die Ozeane zwar warm genug, aber die Corioliskraft fehlt. An den Polen ist es umgekehrt: Hier ist die Corioliskraft stark, jedoch das Meerwasser zu kalt.

      Wirbelstürme entstehen durch Verdunstungen an der Meeresoberfläche

      Ein tropischer Wirbelsturm entsteht immer gleich: Zunächst verdunstet Wasser an der Meeresoberfläche, die feuchtwarme Luft steigt auf und kondensiert in der Höhe. Durch die Kondensation entstehen Cumulus-Wolken, die mit ihrer Verdunstungswärme Energie für den Sturm liefern. Die Folge: Die Windgeschwindigkeit nimmt zu, es entstehen Gewitterwolken, die ringförmig angeordnet sind und durch die Corioliskraft zu rotieren beginnen. Diese spiralförmige Form eines Wirbelsturms bezeichnet man auch als Augenwall (eyewall) – hier treten die höchsten Windgeschwindigkeiten und die stärksten Niederschläge auf. Die sich drehenden Luftmassen können bis zu 250 Kilometer pro Stunde erreichen. Im Zentrum des Sturms, im sogenannten Auge (eye), ist es dagegen nahezu windstill. Hier herrscht ein Unterdruck, durch den feuchtwarme Meeresluft nachgesaugt wird. Diese steigt spiralförmig in den Eyewall und liefert weitere Energie für Wirbelsturm.

      Folgen tropischer Wirbelstürme

      Tropische Wirbelstürme entfalten bei zunehmender Stärke zerstörerische Kräfte. Auf See sorgen sie für hohen Seegang und gefährden die Schifffahrt. An Land zerstören Hurrikane, Taifune und Co. mit ihren enormen Windgeschwindigkeiten Gebäude, Straßen, Häfen. Hinzu kommen oft Schäden durch Starkregen, Überschwemmungen und Sturmfluten an den Küsten. Zum Glück besteht heutzutage mithilfe von Wettersatelliten und modernster Technik die Möglichkeit, tropische Wirbelstürme und ihren Zugweg genau zu bestimmen und die Bevölkerung rechtzeitig zu warnen.