Großfeuerwerk [Videos] Abbrand in flüssigem Stickstoff - Feuerwerk: Sommer/Winter - Unterschiede?

...die bei kaltem Wetter (im Winter) eher gegeben ist...

 

@flowaro

eher ein Irrtum da die Luft bei kaltem Winterwetter eher trocken ist als feucht, der rauch entsteht nur da das wasser durch den Temperaturunterschied schneller und besser kondensiert als bei warmen Wetter.

 

Windstille ist bei Feuerwerk zwar von der Chemie her kein Problem, allerdings bereitet es dem Zuschauer wohl kaum Vergnügen, wenn das Finale in den Rauchwolken der vorhergehenden Effekte untergeht. Sehr geringer Wind aus Richtung der Zuschauer bzw. seitlich ist dagegen optimal, da er den Rauch entsorgt.

Im WInter muß man darauf achten, daß beim Transport und der Lagerung (kalte Artikel vom Fahrzeug ins Lager!) keine Kondenswasserbildung auftritt. Schnelle Temperaturänderungen mit der damit verbundenen Ausdehnung/Kontraktion können zu Rissen im Satz führen ('Dicker Bummer' statt Dicker Brummer oder explodierende Luftheuler als Beispiele).

Silvestersendungen also nicht ins Wohnzimmer oder einen anderen (ü)be(r)heizten Raum bringen, sondern ganz langsam auf Flurtemperatur bringen, beser ist ein trockener Keller oder die Garage (gegen Fremdzugriff sichern).

'Präzisionspyrotechnik', also Verzögerer (Vorbrenner) oder Bühnenartikel mit vorgegebener Brenndauer sollte man noch sanfter behandeln. Traumsterne (evtl. auch die Kl. I-Eissterne?) sind die größten Sensibelchen - nur bei Zimmertemperatur lagern.

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1000

 

nee, dass ist kein Irrtum. Die Luft ist im Winter wie Sommer bei Hochdruckwetter trockener als bei Tiefdruckgebieten. Da nun statistisch in der Winterjahreshälfte mehr Tiefdruckgebiete über unseren landen ziehen als im Sommer, ist es auch im Winter feuchter... außerdem varriert das ganze auch noch stark regional... komm' mal an die Küste, da ist der Winter definitiv feuchter als im Sommer. Außerdem versprühen die FWK's "Kondensationskerne" woran sich sehr gut, gerade bei großem T-Unterschied, Tröpfchen bilden können und somit das Ganze zu mehr "Rauch" führen wird...

@T-Unterschied: das ist richtig

 

Ich denke er meint es anders.

Warme Luft kann mehr Feuchtigkeit speichern als Kühle. Deshalb ist wenn es im Sommer regnet und anschließend die Sonne wieder knallt mehr feuchtigkeit in der Luft als wie im Winter...

 

.. und daher gibt es den Begriff "relative Luftfeuchte". Damit wird angegeben wieviel von dem Wasser, was bei der Temperatur maximal möglich ist, in der Luft ist.
Die Gesamtmenge ist im Winter weniger weil die kalte Luft insgesamt weniger Wasser verträgt. Aber die relative Luftfeuchtigkeit ist bei entsprechendem Wetter höher.

 

alles richtig

Mit erhöhter Temperatur nimmt die zur Sättigung benötigte Wasserdampfmenge zu. Die relative Luftfeuchtigkeit eines Luftvolumens nimmt dabei bei Erwärmung ab, da das Gas expandiert. Genauso umgekehrt abkühlende Luft in höheren Luftschichten zur Kondensationsbildung führt und somit zu Wolken, da auch das Volumen mit der Temperatur kleiner wird. Das Stichwort "ideale Gasgesetz" sei an dieser Stelle zur Vereinfachung genannt: pV = nRT. Die maximale Feuchte ändert sich also mit der Temperatur. Dunst oder Nebel sind ein Signal für eine hohe relative Luftfeuchtigkeit und gleichzeitig für tiefe Temperaturen. Maxima der relativen Luftfeuchtigkeit zeigen sich im Spätherbst und Frühwinter, also im Zeitraum der größten Nebelbildung. Demgegenüber stehen Minimalwerte im Frühjahr und Frühsommer. Zudem finden Feuerwerke i.d.R. abends statt, wo sich die Luft vom Tage abkühlt und daher generell eher - gerade in der Winterjahreshälfte - zur Kondensationbildung neigt, womit es in der Winterhälfte verstärkt bei Feuerwerken zur "Rauchbildung" kommt.

So genau (obwohl immer noch sehr oberflächlich), wollte ich das eigentlich nicht abhandeln... aber da das jetzt doch gefragt ist...

 

Oha, hier sind ja die Physiker, Chemiker usw. schwer am kämpfen ,

Also ich finde der einzige Unterschied ist, das es im Sommer meist schön warm ist beim Feuerwerk und im Winter eher kälter.

...und rauchen tuts immer... genau wie ich jetz mir schön eine anstecke

 

ohah. *ggg* gibst'e mir auch eine

 

klaro kommt per mail , aber zurück zum Thema,

wie war das doch gleich mit dem Wasser und dem Dampf und der Luftfeuchte...

 

Die Unterschiede zwischen Sommer und Winter haben IMHO wesentlich mehr Einfluß auf die Vorbereitung von Feuerwerken als auf das Abbrandverhalten.

Im Winter ist aufgrund von Schnee meist die Brandgefahr nicht so hoch wie im Sommer (was nicht heißt, daß man ohne Feuerlöscher auffen Platz darf, auch bei wochenlangen Dauerregen habe ich schon Bäume rösten sehen).
Im Winter ist auch die Zeit des zu Verfügung stehenden Tageslichts wesentlich begrenzter. Warme Kleidung und (alkoholfreie) Getränke sind dringend zu empfehlen. Vereister Boden macht das Einschlagen von Ankern und Heringen schwieriger bis zu unmöglich. Eventuell alternative Befestigungsmethoden ersinnen und in Betracht ziehen.
Die Artikel sollten (sofern man sie nicht direkt aus der Packung auf die Straße stellt) bei längeren Aufenthalten an der frischen Luft durch das Verpacken in Folie vor Feuchtigkeit schützen. Etc.pp....

 

Im Sommer ist Feuerwerk reaktionsfreudiger, so ist mir das jedenfalls aufgefallen.

Im Winter wenn es Eisekalt ist denkt die Litze oder Treibladung schon mal nach ob sie Brennen will.
Durch die Kälte fehlt einfach die notwendige Hitze um sich in Gang zu setzen, die Litze brennt langsamer
weil mehr Temperatur an die Umgebung abgegeben wird und damit weniger zum schnellen Fortbrennen zur Verfügung steht. Auch sind Treibladungen z.B. in Alumoersern nicht mehr so kräftig weil beim Zünden in -20 Grad kalten Rohren einfach relativ viel Energie sozusagen ins Alu wandert statt Vortrieb durch thermische Expansion zu geben. Auch ist mir schon aufgefallen das die Stoppine manchmal ins Rohr knallt, aber sich die Treibladung es sich noch so nen kleinen Moment überlegt ob sie nun kommen will. Bischen mehr Pulver kann da nicht schaden.

Im Sommer dagegen wenn Feuerwerk z.B. auf ner Straße auf die seit Tagen die Sonne knallt steht, da geht das richtig flott ab. Litze brennt flux weil warm und durch die Straße knochentrocken, auch das geladene Alu was dann seit Stunden auf ner heißen Straße steht nur auf einen funken wartet, damit es losgeht. Pulverschalen stelle ich dann auch nicht mehr auf den heißen Teer sondern auf den Alukoffer.
Wenn ich es nicht brauche kommt es nen bischen weiter weg und nen weißen Lappen drüber.

Wenn es mir gar zu Sonnig wird nehm ich mir sogar nen Sonnenschirm mit, der von Batterie zu Batterie mitwandert, ich hab nix gegen Sonne aber die Hitze und Wärme von der Strasse noch dazu macht einen dann schon gegen Abend recht müde und fertig. Langsam rumwatscheln bei reaktionsfreudigem Feuerwerk ist net so gut, da sollte man schon fit und flux auf den Beinen sein.

Wär schön wenn sich Auftraggeber dann mal mit ner kalten Flasche Wasser blicken lassen würden, aber das ist wohl eher selten. Muß man schon ne Kühlbox mit reichlich Wasser und Apfelschorle mitnehmen.

Grüße Donnerknall

 

> OK, wir schweifen langsam aber sicher ab...

Und das ist gut so. Ohne Abschweifen gäbe es kaum noch neuen Erfindungen. Ich habe eine zeitlang bei allen neuen Ideen aufgeschrieben, durch welchen Gedankenprozess/Assoziationen sie zustande kamen. Es war ausnahmslos die Kollision von zwei eigentlich nicht zusammengehörigen Gedanken. Ende des Off-Topix Kurz-Plädoyers für das Abschweifen.

Ich denke nicht, dass "ideales Gasgesetz" das richtige Stichwort ist (oder wie sollte es erklären, dass sich zwischen 10 und 20°C bei relativer Feuchte 100% die absolute Feuchte fast verdoppelt?).

Weiterhin erreicht die relative Feuchte nachts zumeist nahezu 100%. Hier mal Monatsdurchschnitt der täglichen Minimal- und Maximalwerte (2005, aus... Ansbach, weil's grade in aller Munde ist ):

Code:

Monat Min  Max
 1    66   99
 2    55   99
 3    50   98
 4    67   99
 5    42   99
 6    40   96
 7    36   96
 8    49   99
 9    55   99
10    59  100
11    81  100
12    83   99

Zur typischen Feuerwerkszeit (22 Uhr) gibt's aber doch Unterschiede, da der Maximalwert da noch nicht erreicht ist (Monatsdurchschnitt 22-Uhr-Wert, auch 2005):

Code:

Monat 22 Uhr
 1	93
 2	92
 3	90
 4	93
 5	76
 6	75
 7	80
 8	86
 9	95
10	98
11	97
12	98

Wie Feuerwerk bei 100% Luftfeuchte und Windstille aussieht: [http://www.feuerwerk-forum.de/showpost.php?p=108483&postcount=1] (So bei Minute 20 )

 

Dann hast Du meinen Kontext nicht ganz verstanden, oder ich habe mich unklar ausgedrückt, was sein kann, da ich hier nun wahrlich keine Vorlesung halten möchte und ich versuche mich diesbezgl. kurz und knapp zu halten. Denn ich glaube nicht, dass hier der richtige Ort ist, die Gasgesetze zu erklären Die rel. Feuchte wird mit dem Gasgesetz nicht erklärt, dass habe ich aber auch nicht geschrieben/behauptet.

Dein tolles Beispiel zeigt sehr deutlich, dass es im Winter "feuchter" - oder sagen wir besser "kondensationsfreudiger" - ist Ich bin kein Meteorologe, ich würde aber vermuten, dass es regionale Unterschiede (damit meine ich nicht Wüste/Nordpol, sondern innerhalb Deutschlands) geben wird.

Gruß
Flo

 

Wie, was Gasgesetz ?

Ich wage die Behauptung, dass der angesprochene Sachverhalt, bezüglich des Temperatur/ Volumen-Zusammenhangs, in der Realität über den Geltungs- und Wirkungsbereich dieses allgemeinen Gesetzes hinausgeht. Der zugrundliegende lineare Dreisatz (in diesem Fall Amonton, Gay Lussac und Boyle-Mariotte) beschreibt zwar relevante Einflußgrößen, weil deren Auswirkungen in die Dampfdruckkurve (p gg. T) des Wassers mit einspielen, indem diese als (vereinfacht) exponentielle Funktion des Druckes gg. die Temperatur genau jene Kurve darstellen, aber eine direkte Folgerung (i. S. des lineareproportionalen Gasgesetzes) von temperaturinduzierten Volumenänderungen auf Kondensationsmengen zu schließen, ignoriert die Erkenntnisse von Dalton.
Aber war ja auch ausdrücklich "wahrlich keine Vorlesung" ... nur zu Gesetzen muß ich ja was sagen , aber das ist gar nicht der Punkt: Warum nebelt FW so extrem wenn´s feucht ist ? ???

Nähert sich der Quotient aus Wasserdampfpartitialdruck und Sättigungsdampfdruck 1(oder geht er im Fall einer Übersättigung gar darüber hinaus), so kommen die angesprochenen heterogenen Kondensationskeime/-kerne zum Zug. Klaro.

Der "Rauch" beim Feuerwerk, welcher sich bei hoher rel. Feuchte (durch diffuse Lichtstreuung) so unangenehm steigert, stammt also einigermaßen sicher von Wasseraerosolkondensat - oder doch nicht ?

Dieses steht ja im Gleichgewicht mit seiner Umgebung - und die ist durchsichtig.
Die partikelprovozierte Nebelbildung entzieht ihrer Umgebung gelösten Waserdampf, erwärmt diese durch die Reaktionsenthalpie und zusätzlich wird durch die Aggregatzustandsänderung noch latente Wärme frei: Beste Vorraussetzungen, um ein verschobenes Gleichgewicht durch Verdampfen der Nebeltropfen schnell wieder zurechtzurücken.

Der Effekt tritt aber bei "jedem" taufeuchten oder regennassen FW auf, ohne dass es drumherum schon wirklich neblig wäre (oder der Erfahrung nach später wirklich würde) ... hmmm der "Rauch/Feuchtenebel" löst sich auch nicht gleich wieder auf.

Ich unterstelle deshalb weitere Zusammenhänge, als ein einfaches lokal begrenztes Auskondensieren in der Nähe des Taupunkts. Bei diesem Szenario wäre entweder ein schnelles Wiederverdampfen oder (bei entsprechend grenzwertiger Übersättigung) ein Ausbreiten des Nebels zu erwarten. Der allgegenwärtige Effekt sollte theoretisch nur bei äußerst eng umrissenen Konzentrationsbedingungen auftreten.

Eine mit Wasserdampf nahezu gesättigte Luft, die nur auf Keime wartet, um mit wenig Wasser viele quasistabile Molekülcluster im Größenbereich der (mindestens halben) Wellenlängen des sichtbaren Lichts zu erzeugen ?

Die Rauchmenge (= feste Partikel) bleibt gleich, egal wie feucht es ist und die sicher untersättigte Umgebung steht einer Bildung "echtem Nebels" afaik im Weg.

Müßte ich tippen, würde ich vermuten, dass die Feuchte am Rauch "klebt", ev. Hydroxide (ähnlich wie beim Ablöschen von Branntkalk), Hydratbildung oder Hydratisierung (bspw. NOx, SOx, CHO).
Die Tropfen bleiben statistisch recht klein (wenig ausgefallener Wasserdampf = geringere Dampfdruckdifferenz), aber dafür sehr viele (im visuell störenden Bereich ab 300 nm aufwärts, im Vergleich "normaler" Nebel bis 10 000 nm) und lösen sich aufgrund der chem. Bindung nicht zeitnah wieder auf.


LG
Thomas

 

*arrrrgh* Natürlich ist es ein VEREINFACHTES (wie ich geschrieben habe) Gesetz, dass das Verhalten im idealen Zustand beschreibt und lange nicht für REALES Verhalten herangezogen werden kann/darf. Höchstens (wenn überhaupt) für einatomige Gase. Es erklärt aber sehr simpel und gut das generelle Verhalten. Da hier generell keine Mathematik- und Physikakkrobaten unterwegs sind, solcher "Reales-Verhalten"-Stoff meistens im Hauptstudium der Diplomfächer Chemie und Physik abgehandelt wird und die Erläuterung meines Erachtens viele ermüden lassen, habe ich es nur kurz angeschnitten, da ich keinen Text schreiben wollte, den dann eh kaum einer liest

Ich wünsche mir, dass ich es doch einfach gelassen hätte, das Stichwort zu erwähnen...

Gruß
flow, der sich weitere mathematischen Erläuterungen erstmal spart

 

hallo donnerknall,
das scheint mir die bisher sinnvollste antwort zu sein. es stimmt, chemische vorgänge laufen um so schneller ab je wärmer die teilnehmenden substanzen sind. den brotteig stellt man ja auch auf den ofen, damit er schneller aufegt. ich könnte mir jedoch vorstellen, dass sich unsere moderaten umgebungstemperaturen nur wenig auf die reaktionsgeschwindigkeiten auswirken. am ehesten noch am boden; an den litzen, stoppinen, treibladungen, wenn es so richtig kalt ist. aber in einer bombe oder einem treibstaz drinnen, da wirds so schnell heiss, da ist es ziemlich sicher fast egal wie kalt die luft vorher war.

was noch interessant zu wissen wäre, könnte man bei -273°C ein streicholz anzüden?

gruss stefan

 

Ich weiß nicht, ob donnerknall Dir antworten wird, deswegen bin ich so frei und springe in eure Zweierunterhaltung.

Also, was beschreibt denn "-273°C"? Genauer -273,15°C? Den absoluten Nullpunkt, bei dem in der gegeben Materie keine Energie vorhanden ist (= 0° Kelvin). In einem perfekten Kristall sind bei dieser Temperatur alle Teilchen gleich und regelmäßig angeordnet. Da in solchen Körpern weder "Fehlstellen" noch thermische Unordnung vorhanden ist (absolut unrealistisch, deswegen ist auch niemals der absolute Nullpunkt erreichbar), wird auch die Entropie (="Unordnung der Materie") gleich Null gesetzt. Dritte Hauptsatz der Thermodynamik. Aber was brauchen wir für chemische Reaktionen ? ENERGIE! Also, bei -273,15°C keine Reaktionen, also auch kein spontan brennender Streichholz. Jedoch beinhaltet Deine Frage noch etwas anderes: Reicht die Reibungsenergie eines Streichholzes aus, um ihn bei -273,15°C zu zünden? Man könnte diesen Prozess auch als "Aktivierungsenergie" umschreiben. Ich bin jedoch nicht in der Lage (und ich glaube auf die schnelle auch kein Professor der Physik oder Physikalischen Chemie) zu beurteilen, ob die "normale" Reibungsenergie ausreicht, die Aktivierungsenergie zu überbrücken. Ich glaube, die Wissenschaft, die bei solchen Temperaturen stattfindet, ist so auffwendig, dass sie für wichtigerere Fragen genutzt wird.

 

Auch bei tiefen Temperaturen kann es brennen.

Mein wegen seiner spektakulären Experimenten hochgeliebter Chemie-Vorlesungsassistent hat gerne die tiefgekühlte Zigarre gezeigt: Zigarre in flüssigen Sauerstoff tauchen (die genaue Temperatur ist mir leider entfallen ...) und sich richtig schön abkühlen und vollsaugen lassen.

Danach brennt die Zigarre so schnell/heiss ab, dass man mit derart präparierten Zigarren Metallplatten zerschneiden kann. Oder man spannt 2 davon in ein Karussel und hat ein wunderbares Sonnenrad...
Das liegt dann alles am Sauerstoff in der Zigarre.

Eigentlich findet die Verbrennung aber nicht bei tiefen Temperaturen statt. Denn die Flamme ist ja so heiss, dass sie den nächsten Teil der Zigarre aufheizt. So wird der kalten Zigarre die Aktivierungsenergie zugeführt und die Reaktion gestartet.

Zum Streichholz. Je schneller man es über die Reibfläche zieht, desto mehr Reibungswärme sollte entstehen... Es ist alles vielleicht nur eine Frage der Geschwindigkeit?

 

hallo,
ja, das mit dem nullpunkt. ich denke, mal abgesehen von der aktivierungsenergie, würde die REAKTION überhaupt stattfinden können?

ein gedankenexperiment: angenommen, eine zündschnur wäre 1 meter lang, am anfang hätte die zündschnur raumtemperatur und am schluss wäre sie auf -273,15°C (danke) gekühlt. sie würde am anfang entzündet. würde die reaktion zum stillstand kommen oder könnte sie sich bis zum ende der ganzen zündschnur fortsetzen?

natürlich könnte man so ein experiment nicht aufbauen. aber das meinte ich mit der streichholzfrage, ob die REAKTION stattfinden könnte.

gruss stefan

 

Hallo Stefan,

auch hier ist die Antwort die Aktivierungsenergie: Reicht die Energie der "Reaktionsflamme" aus, um die umliegende, noch nicht verbrannte und kühlere Zündschnurr zur Reaktion (= zum Brennen) zu bewegen? Auch das ist ohne Praxis nur schwer zu beantworten. Würde mir die Pistole auf die Brust gesetzt, würde ich vermuten: Ja, man könnte die "Umstände" so gestalten, dass sie weiter brennt. Aber das ist nur eine wage Vermutung ohne "Beweis" - halt Spekulation. Schließlich hängt es auch noch von der Dicke der Zündschnurr etc. ab, wieviel Energie vorhanden ist. Reaktionen nahe des absoluten Nullpunktes werden zwar untersucht, aber da die Aktivierungsenergie von Stoff zu Stoff bzw. Stoffgemisch unterschiedlich ist, kann das keiner definitiv sagen, glaube ich. Soweit ich weiß, hat man sich schon bis auf wenigste zehntel ° dem absoluten Nullpunkt nähern können, aber ob bei dieser Forschung genau die Zündschnurrreaktion vorkommt, wage ich zu bezweifeln. Theoretisch, also rechnerisch sich dem Problem zu nähern wäre möglich, ist mir aber momentan zu aufwendig. Vielleicht hat jemand lust? Formeln könnte ich zur Verfügung stellen..

Gruß
Florian

 

hallo,
ich könnte mir eher vorstellen, dass nichts mehr reagieren würde.

eine pulvermischung, nehmen wir gewöhnliches schwarzpulver, würde bei raumtemperatur nicht reagieren. liesse man die temperatur steigen, würde irgendwann die kritische temperatur überschritten und die reaktion würde beginnen. würde man dem entgegen die temperatur soweit senken, dass alle innerstoffliche energie zum stillstand kommt, wäre doch das fortpflanzen einer laufenden raktion meiner meinung nach unmöglich.
logisch für mich wäre, dass mit sinkender temperatur die raktion langsam zum stillstand kommen würde. chemische raktionen gehen schneller je höher die temperatur ist, und werden langsamer je kühler es wird. das gilt doch auch bei exothermen reaktionen.

gruss stefan