2) Die Dampfmaschine

Hauptursache des vom Menschen gemachten Klimawandels ist der gewaltige Ausstoß von Kohlendioxid seit der Erfindung der Dampfmaschine. Mithilfe des implodierenden Fasses wird die Funktionsweise der ersten Dampfmaschine erläutert.
 

In einem 200-Liter-Fass wird ca. 10 Minuten lang 3 Liter Wasser zum Kochen gebracht. Danach wird das Fass verschlossen und mit einer Gießkanne begossen. Das Fass implodiert nach 10-30 Sekunden.

Wie funktioniert’s?
Vor dem Verschließen des Fasses befindet sich keine Luft mehr im Fass, sondern nur noch Wasserdampf. Wenn dieser abgekühlt wird, wird er wieder zu flüssigem Wasser und der Druck im Fass sinkt enorm. Der Luftdruck außen ist dann stark genug, um das Ölfass zu zerquetschen.
 

Nach demselben physikalischen Prinzip wie das implodierende Fass hat auch die erste Dampfmaschine funktioniert. Ein mit Wasserdampf gefüllter Zylinder wurde durch Einspritzen von Wasser abgekühlt, und der atmosphärische Druck presste einen Kolben nach unten. Die Bewegung des Kolbens wurde genutzt, um Wasser aus Bergwerken zu pumpen. Erfinder dieser ersten Dampfmaschine war Thomas Newcomen.

(Bildquelle: Wikipedia; Lizenz: GNU-Lizenz für freie Dokumentation, Version 1.2)

James Watt hat sie später deutlich verbessert und viel effizienter gemacht, in dem er – nach dem umgekehrten Prinzip von Newcomen – ausnutzte, dass ein enormer Druck entsteht, wenn man Wasser zu Dampf verkocht.

Genau so wie bei der explodierenden Wärmflasche:

In einem Schnellkochtopf wird Wasser erhitzt, bis der höchste mögliche Druck erreicht ist. Dann wird das Ventil geöffnet, welches den Druck in Richtung Wärmflasche entlässt. Diese bläst sich auf, bis sie etwa 50 cm dick wird und mit einem Knall platzt.
 

Wie funktioniert’s?
Durch den sicheren Verschluss des Schnellkochtopfes, erhöht sich der Druck im Topf auf etwa 2 bar und erreicht eine Temperatur von etwa 120°C. Beim Öffnen des Ventils wird sehr schnell eine große Menge Wasserdampf frei, die in der Lage ist, die Wärmflasche aufzublasen und schließlich platzen zu lassen.

Das Experiment illustriert die gewaltige Kraft, die Dampfmaschinen auf eine recht einfache Art und Weise entwickeln konnten.

Die Dampfmaschine von James Watt nutzte diese Kraft ähnlich wie bei der Wärmflasche, wodurch sie den Durchbruch schaffte – und mit dafür sorgte, dass der weltweite CO₂-Ausstoß deutlich anstieg.

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