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Wie funktioniert ein Induktionsherd?

Wer in den letzten Jahren einen Herd gekauft hat, stand mit Sicherheit vor der Frage: Welche Art von Herd will ich denn eigentlich? Immer mehr Menschen entscheiden sich beim Kauf für die wohl neuste Variante, einen Induktionsherd. Aber wie funktioniert eigentlich so ein Induktionsherd und was unterscheidet ihn von anderen Herden?

Die Hauptneuerung beim Induktionsherd ist, dass am Herd selber, also auch auf den Herdplatten beim Kochen erst einmal gar nichts heiß wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Herden gibt es nämlich keine Wärmequelle unter den Herdplatten. Im Induktionsherd ist an dieser Stelle nur eine Spule, die zwar von Strom durchflossen wird, aber sich dabei nicht erhitzt. Eine herkömmliche Heizspule hat einen so großen Widerstand, dass sie sich erhitzt, wenn sie von Strom durchflossen wird. Diesen Effekt kennt man unter anderem auch von Glühbirnen mit einem Glühdraht. Die Induktionsspule leitet den Strom allerdings sehr gut. Wird so eine Spule aber mit einem Wechselstrom durchflossen, der mit hoher Frequenz quasi immer seine „Richtung“ wechselt, erzeugt sie im näheren Umfeld ein Magnetfeld. Auch dieses Magnetfeld wechselt dabei ständig seine Ausrichtung. Genau das passiert erst einmal, wenn man den Herd einschaltet. Auf dem leeren Herd wird auch noch nichts heiß. Erst wenn man einen Topf auf die Platte stellt passiert etwas. Genauso, wie der Strom in der Spule ein Magnetfeld hervorruft, kann anders herum ein Magnetfeld in einem metallischen Gegenstand (Topf) einen Strom hervorrufen. Metalle besitzen freie Elektronen, die durch das Magnetfeld in Bewegung gebracht werden. Es fließt quasi ein ständig wechselnder Strom im Topfboden, ein sogenannter induzierter Wirbelstrom. In dem schlecht leitenden Topf mit hohem Widerstand passiert jetzt wieder das, was auch in einer Glühbirne oder einer Heizspule passiert. Der Topf erwärmt sich. Natürlich nicht so stark, dass er zu glühen anfängt, aber doch stark genug, dass man gut darin kochen kann. Da ein Magnetfeld aber nur auf Metalle einen Einfluss hat, wird die Herdplatte selber, welche aus einer Glaskeramik besteht, nicht warm. Wenn man den Topf nach dem Kochen von der Platte nimmt, ist diese aber natürlich auch warm, da ja ein heißer Topf drauf stand.

Häufig wird die Frage gestellt, ob so ein Induktionsherd denn gefährlich sein kann. Tatsächlich gibt es ein paar Regeln, die man beim Kochen am Induktionsherd beachten sollte. Genauso wie der Topf im Magnetfeld heiß wird, kann das nämlich auch mit einem Ring, einer Halskette oder anderen metallischen Gegenständen passieren. Auch elektrische Komponenten, wie Uhren oder auch Herzschrittmacher können durch das Magnetfeld beeinflusst werden. Entsprechende Gegenstände sollten dann beim Kochen eben nicht getragen werden und im Falle eines Herzschrittmachers ist vielleicht doch zu überlegen, ob man sich nicht einen anderen Herd zulegt. Allgemein sind die Auswirkungen von Magnetfeldern, wie die eines Induktionsherdes, auf den menschlichen Körper nicht komplett verstanden und werden dadurch häufig diskutiert. Die WHO (Weltgesundheitsorganisation) hat diese allerdings als möglicherweise Krebs erregend eingestuft. Grundsätzlich macht also ein gewisser Sicherheitsabstand zur Platte und damit dem Magnetfeld Sinn, den man bei einem herkömmlichen Herd aber normalerweise auch einhält.

 

Quellen:

https://www.weltderphysik.de/thema/hinter-den-dingen/physik-des-induktionsherdes/

https://praxistipps.focus.de/induktionsherd-und-die-gesundheit-so-gefaehrlich-sind-die-kochfelder_59673

Was ist der Unterschied zwischen ober- und untergärigem Bier?

Die Biergartensaison steht wieder vor der Tür. Bei der guten Auswahl in fränkischen Biergärten fällt die Entscheidung oft schwer. In Beschreibungen von Bieren auf der Karte oder auch auf der Flasche stehen oft die Begriffe obergärig oder untergärig dabei. Aber was genau bedeutet das eigentlich und wo liegt der Unterschied?

Die wohl wichtigste Zutat bei der Herstellung von Bier ist die Hefe. Sie wandelt enthaltenen Zucker in Alkohol und Kohlensäure um. Aber Hefe ist nicht gleich Hefe. Es gibt sehr viele verschiedene Hefen, die sich allgemein in zwei Hauptgruppen einteilen lassen: Obergärige und untergärige Hefen. Je nachdem welche Sorte bei der Bierherstellung verwendet wurde, wird auch das Bier als obergärig oder untergärig bezeichnet. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Arten liegt in der Temperatur, bei der die Hefen aktiv sind. Obergärige Hefen arbeiten in etwa bei Raumtemperatur (15-20 °C). Untergärige Hefen sind hingegen bei Temperaturen von 4-9 °C am aktivsten. Ihren Namen haben obergärige Hefen daher, dass sie während des Brauprozesses sogenannte Sprossenverbände bilden. Diese Sprossenverbände sind etwas größer und werden durch die entstehende Kohlensäure an die Oberfläche, also nach oben befördert. Untergärige Hefen bilden diese Verbände nicht, so dass die deutlich kleineren Hefeteile nach unten absinken und sich am Boden des Braukessels ablagern.

Typische obergärige Biere sind übrigens Weißbiere, Pale Ale oder Alt Bier. Untergärige Sorten sind unter anderem Pils, Lager oder das klassische Helle.

Wenn beim nächsten Biergarten Stammtisch also mal wieder jemand fragt, was denn eigentlich der Unterschied zwischen obergärigen und untergärigen Bieren ist, kannst du jetzt mit „fundiertem“ Wissen glänzen.

 

Quellen:

https://www.hopfenhelden.de/was-ist-obergaerig-und-untergaerig/

https://www.bier.de/wissen/was-ist-der-unterschied-zwischen-obergarigem-und-untergarigem-bier/

Flagge oder Fahne – Was ist da der Unterschied?

Die Fußball Weltmeisterschaft ist zwar gerade zu Ende gegangen, trotzdem sieht man an vielen Häusern oder in Gärten noch die Farben und Symbole der teilnehmenden Nationen hängen. Die Einen sagen sie hätten eine Fahne ihres Landes, die Anderen eine Flagge. Aber was ist da eigentlich der Unterschied bzw. gibt es überhaupt einen?

Tatsächlich gibt es sehr wohl einen Unterschied zwischen einer Fahne und einer Flagge. Eine Fahne ist in der Regel ein Unikat, dass für einen ganz bestimmten Verein, eine Ortschaft oder Ähnliches steht. Von dieser Fahne gibt es genau eine. Diese hat damit einen oft hohen Wert für den oder die Besitzer und symbolisiert meist bestimmt Werte für die sie stehen soll.

Eine Flagge hingegen repräsentiert zwar auch ein bestimmtes Land, Ort, oder Verein, ist aber keinesfalls ein Unikat sondern eines von vielen Duplikaten. Die Flagge eines Landes beispielsweise gibt es in tausendfacher Ausführung in den verschiedensten Größen und Varianten.

Während der Fußball WM kommen also in der Regel eher Flaggen zum Einsatz. Wenn beim Kirchweihumzug ein ortsansässiger Verein sein Wappen präsentiert, kann man dagegen von einer Vereins-Fahne sprechen. Im alltäglichen Sprachgebrauch werden diese Begrifflichkeiten jedoch oft vermischt bzw. einheitlich verwendet.

 

Quelle:

https://www.spektrum.de/kolumne/fahne-oder-flagge/1573056

Warum ist Diesel eigentlich billiger als Benzin?

Im Moment sind Kraftstoffe billig wie noch nie. Das liegt vor allem an der Ölpolitik der ölfördernden Staaten. Es wird tatsächlich mehr Öl gefördert als momentan weltweit benötigt wird. Das lässt den Ölpreis, und somit auch die Kraftstoffpreise, drastisch sinken.

In diesem Artikel will ich aber mal darauf eingehen, warum Diesel eigentlich billiger ist als Benzin.

Was den Preis an der Tankstelle bestimmt, sind natürlich zum Einen die Produktions- und Transportkosten, zum Anderen aber auch noch Aufschläge wie zum Beispiel Steuern. Und hier kommt der große Unterschied von Diesel und Benzin ins Spiel. Die Mineralölsteuer oder Energiesteuer, wie sie mittlerweile EU weit heißt, behandelt nicht alle Kraftstoffe gleich. Diesel ist hier deutlich geringer zu versteuern als Benzin. Die nachträglich noch aufgerechnete Mehrwertsteuer von 19% erhöht diese Differenz noch ein Mal.

So kommt es also, das Diesel obwohl er einen höheren Grundpreis im Einkauf hat, an der Tankstelle zwischen 10 und 30 Cent billiger angeboten wird als Benzin.

Benzin/ Diesel – Die Unterschiede der Motoren

In dem Beitrag über die Unterschiede der beiden Kraftstoffe Benzin und Diesel ( https://lustaufwissen.wordpress.com/2015/05/05/benzin-diesel-wo-liegt-denn-da-der-unterschied/ ) habe ich bereits angekündigt auch einen Beitrag zur Funktionsweise der beiden Motorenarten zu verfassen. Dass sie unterschiedlich funktionieren merkt man bereits daran, dass ein Benzinauto nicht mit Diesel gefahren werden kann und anders herum.

Nun zu den technischen Unterschieden. Sowohl im Ottomotor (Benzin) also auch im Dieselmotor gibt es vier Takte, die einen Bewegungszyklus des Motors darstellen. Daher auch der Name „Vier- Takt- Motor„. Was sich im Motor eigentlich bewegt, sind die Kolben in den Zylindern.

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Der schwarze Rahmen ist der Zylinder. Der dunkel graue Block, der über eine Halterung an einem drehbaren Bauteil (im Auto die Kurbelwelle) befestigt ist, ist der Kolben. Dieser kann sich, mit Rotation der hell grauen Scheibe, hoch und runter bewegen.

Der erste Takt im Motor, das „Ansaugen„, birgt schon den ersten Unterschied. Im Benzinmotor wird ein Gemisch aus Luft und fein zerstäubtem Benzin in den Zylinder angesaugt. Der Kolben bewegt sich hierbei nach unten, wodurch ein Sog entsteht. Das tut der Kolben beim Dieselmotor auch, jedoch wird hier reine Luft angesaugt und der Kraftstoff kommt erst später dazu.

Der nächste Schritt ist die „Verdichtung„. Wenn der Kolben sich nun wieder nach oben bewegt, komprimiert er das vorher eingesaugt Luft- Kraftstoff- Gemisch (Benzin) bzw. die Luft (Diesel). Die Ventile, die in der Graphik blau dargestellt sind, sind geschlossen und somit wird das Gemisch verdichtet. Beim Dieselmotor ist die Verdichtung deutlich höher. Die angesaugte Luft wird also deutlich mehr zusammen gedrückt, als beim Benzinmotor – Unterschied Nummer zwei. Der Diesel, der bis jetzt in den Prozess noch gar nicht involviert war, wird nun in die stark verdichtete Luft eingespritzt. Und zwar über eine Düse, die den Kraftstoff sehr fein zerstäubt.

Die „Zündung“ – dritter Takt / Arbeitstakt: Der Benzinmotor benötigt hierfür eine Zündkerze, die einen Funken erzeugt. Dieser Funke entzündet das komprimierte Benzin- Luft- Gemisch, wodurch eine kleine Explosion entsteht. Beim Dieselmotor wird keine Zündkerze benötigt, da die noch stärker verdichtete Luft so heiß ist, dass sich der nun eingespritzte Diesel von selber entzündet. Es gibt also auch hier eine kleine Explosion. Die Explosion drückt jeweils den Kolben wieder nach unten. In dem Moment wird die Kurbelwelle im Auto angetrieben und somit Arbeit verrichtet, daher der Name Arbeitstakt.

Der letzte Takt, das „Auspuffen„, bezeichnet den Vorgang, bei dem die verbrannten Gase durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens ausgetrieben werden. Dieser Teil ist bei beiden Motoren gleich, auch wenn die Zusammensetzung der Abgase unterschiedlich ist. Beim Dieselauto entsteht mehr CO2 und Rußpartikel, welche krebserregend sind. Im Benzinmotor entstehen dafür gesundheits- und klimaschädliche Stickoxide.

Man sieht, es gibt einige Unterschiede aus technischer Sicht und beide Motorbauarten haben ihre Vor- und Nachteile. Deshalb werden auch immer noch beide Modelle gebaut.

Benzin / Diesel – Wo liegt denn da der Unterschied?

Die Auswahl der Tankstellen wird immer größer. Immer neue „Superkraftstoffe“ erweitern das Angebot weiter und weiter. Der Hauptunterschied beim Tanken liegt aber immer noch zwischen Benzin und Diesel. Hier sollte man sich beim Tanken auch nicht vertun, denn im schlimmsten Fall kann man damit den Motor seines Autos zerstören. Doch worin liegen eigentlich die Unterschiede zwischen Benzin und Diesel?

Zuerst einmal gibt es einen deutlichen Unterschied aus chemischer Sicht. Benzin und Diesel werden zwar beide aus Erdöl gewonnen, jedoch ist deren Zusammensetzung unterschiedlich. In der Raffinerie, in der das Erdöl verarbeitet wird, entstehen im Prozess unterschiedliche Fraktionen, die separat abgetrennt werden können. Benzin entsteht als erstes, da es sich aus relativ kleinen Molekülen zusammensetzt. Die größeren Moleküle des Diesels können erst später abgezogen werden. Der chemische Hauptunterschied ist also die Größe der Kohlenwasserstoffketten. Kohlenwasserstoffe sind Stoffe, die aus Kohlenstoff ( C ) und Wasserstoff ( H ) bestehen. Die C- Atome sind die, die durch die Verbrennung Wärme erzeugen, die im Motor später in Bewegungsenergie umgewandelt werden können. Da die größeren Moleküle des Diesels mehr C-Atome enthalten, kann bei der Verbrennung im Motor auch mehr Energie gewonnen werden. Damit wären wir schon beim zweiten chemischen Unterschied: Die Energiedichte bzw. Effizienz. Dieselkraftstoff ist effizienter als Benzin – Es entsteht mehr Wärmeenergie bei der Verbrennung im Motor. Das ist auch der Grund warum Dieselfahrzeuge im Allgemeinen einen geringeren Verbrauch pro 100km haben. Andererseits entsteht bei der Verbrennung auch pro Kohlenstoffatom ein Kohlenstoffdioxid Molekül ( CO2 ), was wiederum schädlich für die Umwelt ist.

Jede der beiden Kraftstoffarten hat also seine Vor- und Nachteile. Diesel ist effizienter, dafür aber schädlicher. Benzinmotoren verbrauchen bei gleicher Leistung etwas mehr, sind jedoch auch ein wenig umweltfreundlicher. Hierbei sei allerdings erwähnt, dass Benzinmotoren andere umweltschädliche Gase produzieren. Die Umweltbilanz könnte also fast ausgeglichen sein.

Die Funktionsweise der Motoren ist im Übrigen auch unterschiedlich. Darauf möchte ich hier aber nicht eingehen. Siehe hierfür:

https://lustaufwissen.wordpress.com/2015/05/11/benzin-diesel-die-unterschiede-der-motoren/