Warum Tee im Flugzeug nicht schmeckt und Wolken nicht vom Himmel fallen: Eine Flugreise in die Welt des Wissens (German Edition)

verschließen, damit kein Strom herausläuft.)
    Als die Begriffe für Elektrizität geprägt wurden, war nicht klar, was dabei geschieht. Michael Faraday und die anderen Wissenschaftler jener Zeit wussten nicht einmal,dass Atome existieren – von Elektronen ganz zu schweigen. Sie wussten, dass etwas – »elektrischer Strom« – fließt, und legten willkürlich fest, in welche Richtung: Sie schickten es vom, wie sie es nannten, positiven Pol zum negativen. Als die Elektronen entdeckt wurden, stellte man allerdings fest, dass sie – die es in Wahrheit sind, die fließen – sich entgegen der Richtung bewegen, nach der der Strom bezeichnet wird. Aber da war es zu spät, um noch etwas zu ändern.
    Sobald man fließenden Strom hat, wird Leistung produziert. Leistung ist nur die Geschwindigkeit, mit der Arbeit erbracht werden kann. Sie bezeichnet das Maß, mit dem Energie von einer Stelle zur anderen transferiert wird. Wie bei Maschinen wird die Leistung in Watt gemessen, bei Elektrizität ist sie das Produkt von Spannung und Strom – die Menge der Kraft mal der Stromstärke. Abschließend sei bei unserem raschen Überblick elektrischer Begriffe noch das Joule genannt. Wie wir an anderer Stelle gesehen haben, ist dies die Einheit für die Energie, egal, ob es sich um elektrische Energie, um jene, die ein Auto antreibt, oder um den Energiegehalt von Nahrungsmitteln handelt. Wir messen die Energie in Nahrungsmitteln zwar immer noch in Kalorien (wobei es sich um eine ältere Einheit handelt, die verwirrenderweise eigentlich eine Kilokalorie, nämlich 1000 Kalorien ist), aber die Standardeinheit ist Joule. Ein Joule ist ein Watt pro Sekunde. Eine 100-Watt-Glühlampe verbraucht also in jeder Sekunde 100 Joule an Energie.
    Die Leistung kann bei einem Blitz immens sein. Ein Gerät wie der Van-de-Graaff-Generator, der Millionen Volt erzeugen kann, arbeitet nur mit einem Ampere-Bruchteil, so dass die Leistung – Volt mal Ampere – gering ausfällt. Bei einem Blitzschlag ist die Spannung hoch und die Stromstärke kann mehr als 30000 Ampere betragen, so dass eine halbe Milliarde Joule an Energie erzeugt werden kann – so viel, wie ein größeres Kraftwerk in einer Sekunde produziert.
    Wenn diese Energiemenge durch die Luft saust, führt das dazu, dass sich die Luftmoleküle extrem schnell bewegen und die Temperatur auf bis zu 20000   °C schießt – deutlich mehr als auf der Sonnenoberfläche. Dieser plötzliche Temperaturwechsel erzeugt eine Druckwelle – eine Schockwelle, die de facto eine Explosion ist. Diese Druckwelle, die durch die Luft geht, ist es, die wir als Donner hören.

In Metallkisten ist man sicher
    Es geschieht nicht selten, dass ein Blitz in ein Flugzeug einschlägt (auch wenn Piloten Gewitter meiden, falls das möglich ist). Das bedeutet aber nicht, dass die Passagiere gegrillt werden. Wenn man allen Schnickschnack entfernt, ist ein Flugzeug nichts anderes als eine Metallkiste. Bei den frühen Untersuchungen zur Elektrizität entdeckte Michael Faraday, dass man eine elektrische Ladung nicht ins Innere einer Metallkiste (oder eines Drahtgeflechts – Löcher wie Fenster sind also kein Problem) leiten kann. Wenn sich die Ladung außen an einer derartigen Kiste – auch als Faradayscher Käfig bekannt – aufbaut, bewegen sich die Elektronen in dem Metall, aus dem die Kiste besteht, und schirmen das Innere von jedweder Ladung ab. Es geht also nichts in den Käfig hinein. Deshalb heißt es oft (richtigerweise), mit der sicherste Platz auf der Erde bei einem Gewitter sei im Auto. Dasselbe gilt für ein Flugzeug.
    Das Flugzeug selbst braucht allerdings einen gewissen Schutz. Die größte Gefahr ist, dass die Stoßspannung an der Außenhaut der Maschine die elektrischen Systeme unterbricht, die zum Steuern unerlässlich sind. Die elektrische Ladung selbst kann zwar nicht in die Hülle eindringen, aber sie kann elektromagnetische Effekte erzeugen, so dass wie bei einem Transformator Strom induziert wird. Daher haben alle Verkehrsflugzeuge serienmäßig Blitzschutzsysteme, die jedweden Ladungsaufbau ableiten – eine moderne Version des Blitzableiters auf dem Kirchturm.

Von Asche am Boden festgehalten
    Da wir gerade einige Gefahren beim Fliegen betrachten – auch wenn es sehr unwahrscheinlich ist, dass Sie ihnen direkt begegnen –, lohnt es sich, einen Blick auf das Zeug zu werfen, das 2010 dafür sorgte, dass über einem großen Teil von Europa tagelang nicht geflogen werden durfte.