Ach so!

Schaumbläschen in den Cappuccino eingerührt.
     Die Schallwellen passieren also ein Gemisch aus Flüssigkeit und Luftbläschen. Dabei
     erklingt ein tiefer Ton. Mit der Zeit steigen die Bläschen nach oben, und die
     Schwingungen des Tassenbodens passieren auf ihrem Weg durch die Flüssigkeit immer
     weniger Luftbläschen. Der Ton wird dann eindeutig heller!
    Das Phänomen hängt also mit der
     Luft-Flüssigkeits-Mischung zusammen. In der Tat ändert sich die
     Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Mediums: Wenn der Schall sich in einem
     Medium ausbreitet, dann stoßen sich die Moleküle gegenseitig an. Auf diese Weise
     dehnt sich die Schallwelle im Medium aus. In Gasen, wie zum Beispiel Luft, breitet
     sich der Schall eher langsam aus, denn Gase lassen sich gut komprimieren. Die
     Übertragung von Molekül zu Molekül erfolgt langsamer. Unter Wasser hingegen sind die
     Moleküle wesentlich dichter gepackt, und so durchlaufen Schallwellen das Wasser etwa
     viermal schneller als die Luft. 2 Es
     macht also einen großen Unterschied, ob Schallwellen Luft oder Flüssigkeit
     passieren, denn je höher die Schallgeschwindigkeit im Medium, desto höher die
     Frequenz der Schallwelle, also ihre Tonhöhe.
    Nach dem Umrühren beginnen die Schaumbläschen
     aufzusteigen, bis irgendwann alle oben angekommen sind. Die Zahl der Luftbläschen in
     der Flüssigkeit nimmt also mit der Zeit ab, und die Schallwellen passieren immer
     weniger Luft und immer mehr Flüssigkeit. Während des Klopfens ändert sich also im
     umgerührten Cappuccino die Schallgeschwindigkeit und wird immer größer! Und das kann
     man hören – am heller werdenden Ton.
    Dasselbe Phänomen findet sich, wenn man Zucker in den Tee
     gibt. Während sich der Zucker auflöst, steigen ebenfalls kleine Luftbläschen nach
     oben, und auch hier wird der Ton beim Umrühren mit der Zeit heller.
    Was mich persönlich besonders erstaunt, ist die späte Entdeckung
     dieses Phänomens. Es wurde jahrzehntelang von Millionen cappuccinotrinkender
     Menschen überhört. Als die Relativitätstheorie längst entdeckt war und Astronauten
     bereits ihren Fuß auf den Mond setzten, rührten die Menschen immer noch in Tassen
     und Gläsern, ohne dass es jemandem auffel. Erst im Mai 1982 publizierte der Physiker
     Frank Crawford seinen Artikel »The hot chocolate effect« 3 .
    Natürlich ist die Physik der klingenden Tasse weit
     komplizierter als das einfache Modell, denn die Resonanzfrequenzen der Tasse und die
     Ausrichtung der Wellenfronten spielen auch noch eine Rolle. So klingt es anders,
     wenn man die Tasse statt auf dem Boden seitlich anschlägt. Inwieweit der Luftanteil
     in der Flüssigkeit und die Temperatur auf die Tonhöhe einwirken, beziehungsweise ob
     die Physik bei halbvollen Tassen noch greift, ist ebenfalls nicht endgültig geklärt.
     Kluge Physiker haben inzwischen ganze Abhandlungen über spektrale Klangveränderungen
     gefüllter Kaffeetassen verfasst und sogar die Ausbreitung der Wellen mit speziellen
     Messgeräten analysiert. Da soll noch einer sagen, im Alltag gebe es nichts zu
     entdecken!
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    Die Isolierkanne: Warum bleibt Heißes heiß und Kaltes kalt?
    7 Thermoskannen sind praktisch. Der
     Kaffee bleibt lange heiß, und im Sommer bleibt die Limonade lange kühl. Doch wie
     genau funktioniert eine Thermoskanne?
    Wenn Sie heißes Wasser in einen Krug füllen, geht die
     Wärme schnell verloren. Zunächst heizt der warme Kaffee die kältere Wand der Kanne
     auf. Hierdurch kühlt sich die Flüssigkeit ab. Diesen Verlust kann man etwas
     kompensieren, indem man den Kaffee in eine angewärmte Kanne gibt.
    Die Moleküle der Umgebungsluft treffen nun auf die heiße
     Oberfläche der Kanne und entziehen dem Gefäß Energie. Die Luft heizt sich auf und
     steigt nach oben. Dadurch strömt neue kalte Luft nach, erhitzt sich wieder, und so
     beginnt die Kanne durch den unmittelbaren Kontakt mit der Außenluft schnell
     abzukühlen. Dieser Konvektionsverlust lässt mit der Zeit den Inhalt abkühlen, und
     schon bald ist der Kaffee kalt. Nach genau diesem Prinzip blasen wir zum Beispiel
     heiße Speisen an, um sie zu kühlen. Wickelt man die Kanne hingegen in eine
     schützende Decke, mindert man den Konvektionsverlust. In England werden daher
     traditionell Teekannen in bunte Stoffhüllen gepackt.
    Durch die Beschaffenheit des Gefäßes und den
     Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft geht also Energie verloren. Bei der
     Thermoskanne hat man diese