Kategorie 1 [Fotos, Videos] Diskussion über das Zerplatzen der Funken einer Wunderkerze

Der arme UV-Filter - eigentlich ist eine Beföderung zu speziellerem doch was Gutes ...

Ich vermute:
... , die Inhomogenität des Satzes ist für die Ausreißer um den Mittelwert der (langsamen) Abbrandgeschwindigkeit verantwortlich:
Da wird mal eine Zeit lang kräftig Engerie "geschluckt" (ganz ähnlich der Dunkelreaktion im Blinksatz), um z.B. ein Oxidationsmittelkügelchen aufzudampfen, zu dissoziieren. Damit bringt es mehr als genug Aktivierungsenergie mit - es steht schlagartig recht viel Sauerstoff in den Startlöchern. Trifft der zufällig auf etwas Oxidierbares, das zusätzlich selbst seiner Siedetemperatur Nahe kommt - dann ist der Zerleger (Knall) da und schleudert den Rest des heißen Metalls weg.

 

Ein losgelöster Funken (bzw. Satzmasse) hat es schwieriger: Im Gegensatz zu Satz, der noch am Draht klebt, fehlt im die Energieübertragung durch Wärmeleitung über den Draht (ist gar Cu-haltig, oder? ).
Er hat schlechtere Chancen, so richtig zu zerplatzen: ist er zu klein, wird aus der Zerlegung höchstens ein schnelles Wachstum.
Im zeitlichen Ablauf (im Bild als Abstand/Strecke von der Bildmitte zu ersehen, wegen der großen Belichtungszeit) erkennt man gut den Unterschied zwischen Engerieabsorption ('"Strahl" fast aus) und erneutem Aufleuchten (weitere Phase der Engeriefreisetzung):
Von dunkel nach (wieder) hell (Du hast es als ausdehnungsmäßig wie bei der Basis einer "Kerzenflamme" beschrieben) entsteht von einem Punkt aus eine Form, die aussieht, als wolle es eine Kugel werden. Das ist eine Wachstumsrate zwischen X² und x³ -> massenumsatzverdächtig.
Die Geschichte wird jedoch (wie bei einer Kerze auch) abgebremst:
a) wäre kein weiteres Material mehr da, würde es verlöschen, deshalb die These:
b) es kühlt moderat aus (rel. Luftstrom), langsam umsetzendes Restmaterial (RGT-Regel) führt zum gemäßigtem weiterglühen. Wie weit der Funke noch kommt, hängt dann von der Menge des verbleibenden Satzes (unter Berücksichtigung der Imhomogenität) und dessen Form und Orientierung gg. den Luftstrom (Kühloberfläche) ab.
Hintergrundüberlegungen:
Masse: näherungswiese ist imho von einer Kugel auszugehen: Bruchstücke, im Falle einer Schmelze durch Kohäsion/ phaseninduzierter Grenzflächenstpannung.
Die Abgabe des themischen oder latenten Engerieinhaltes pro Zeiteinheit (Auskühlung) hängt vom Oberflächen/Volumenquotienten ab, sprich: eine kleine Änderung des Kugeldurchmessers hat großen Einfluß auf den weiteren Verlauf. Gleichzeitig wirkt sich die Kugelfom günstig auf einen vollständigen Reaktionsumsatz aus.
Nachweisexperiment:
Heliumatmosphäre. "Funken" müßen aufgrund der geringeren Wärmeabgabe häufiger zerlegen, lineare Glühstrecken sollten seltener vorkommen.
Hab' ich grad kein He da - bis es jemand testet:
Hab' ich da nen (Denk-)Fehler drin ?

 

schöne Diskussion

Wegen des Abbrands in anderen Atmosphären verweise ich mal auf die Videos in:

http://www.feuerwerk-forum.de/showpost.php?p=131249&postcount=28

In flüssigem Stickstoff sind zwar schon noch mehr Extrembedingungen, aber im großen und ganzen sieht der Abbrand in einer Schutzgasatmosphäre ähnlich aus, die Funken glühen gar nicht erst richtig. Die Hitze für das Glühen kommt also zu einem Teil tatsächlich aus der Oxidation des Eisens.

Wegen der Entstehung der zerplatzenden Funken verweise ich nochmal auf:

http://www.feuerwerk-forum.de/showpost.php?p=112639&postcount=14
http://www.feuerwerk-forum.de/showpost.php?p=112647&postcount=16

 

[Videos] Abbrand einer Wunderkerze in verschiedenen Gasen

Und weil es soviel Spaß macht, hier der Abbrand einmal in Kohlenstoffdioxid als Inertgas (CO2) und einmal in reinem Sauerstoff (O2). Man sollte zwar die Reaktivität von CO2 nicht unterschätzen, ein Edelgas wäre noch etwas schöner (Argon wäre etwas bequemer als Helium) aber mit CO2 ist der Versuch erstmal einfacher zu realisieren und wird hier keinen großen Unterschied machen, ich gucks mir morgen nochmal in Argon an.

Die Wunderkerze wurde in beiden Fällen entzündet, in das Glas gehängt und anschließend durch den Schlauch an der rechten Seite das Gas in das abgedeckte Gefäß eingeleitet. Die Videos sind durch Anklicken der Bilder zugänglich, da der normale Abbrand den Beginn der beiden Videos darstellt gibt es da kein extra Video.

normaler Abbrand:

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mit CO2:

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Sobald das CO2 eingeleitet wird, kommt die Funkenbildung fast vollständig zum Erliegen. Die wenigen verbleibenden Funken glühen dunkel und zerplatzen nicht. Fast keine Rauchentwicklung.

mit O2:

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Der Abbrand wird schneller, heftiger, die Funken glühen weiß und haben eine sehr kurze Reichweite. Fast alle Funken zerplatzen heftig. Sehr starke Rauchentwicklung und das Glas wird daher leider schnell beschlagen, streckenweise dichter feiner roter (Eisenoxid) Niederschlag.

Das alles deckt sich mit der These des Zerplatzens der Funken durch die Oxidation des Kohlenstoffanteils im Eisen - sobald der Sauerstoff fehlt, sind die Funken erstens fast ganz weg und das, was noch glühend weggeschleudert wird, kann nicht mehr Zerplatzen.

Gruß,

ivhp