Minkorrekt Folge 86 „Im Windschatten des Physikjournals“

Folge vom 29.11.16

Intro war ein typischer Werbeclip im Verkaufssender QVC in den 80ern.

Nicolas empfiehlt sehr die OmegaTau Folge 223 „Relativität und Gravitationswellen

Da es mit seinem eigenen Buch noch ein wenig dauert empfiehlt Reinhard das Buch von Martin Buchholz: “Energie – Wie verschwendet man etwas das nicht weniger werden kann?“. Für einen ersten Eindruck könnt ihr euch mal seinen ScienceSlam angucken.

padlock_closedThema 1: „In 70 Tagen um die Welt (und zum Mars)“ – Seit einiger Zeit gibt es schon berichte zu einem neuen Raketenantrieb: dem EMDrive. Jetzt gibt es dazu endlich einen peer-reviewten Artikel den wir uns ansehen. Das Prinzip des Antriebs ( ) wird in diesem Video von einem der „Erfinder“ erklärt.

padlock_closedThema 2: „Scheißen für den Klimaschutz“ In diesem Paper zeigen uns die Forscher wie komplex unser Klima sein kann. Vögel in der Arktis scheißen aufs Klima und das ist auch gut so!

Experiment der Woche: „Im Windschatten des Physikjournals“ Hier findet ihr das Video der Apollomission, die das Experiment mit dem Hammer und der Feder auf dem Mond gemacht haben. Unserer Version ist zwar nur halb so spektakulär, passt dafür aber in die Hosentasche.

Musik: „The Climate Change ‘Debate’ Song

Chinagadget der Woche: „Beat it“ (musste wegen postalischer Probleme leider entfallen)

padlock_closedThema 3: „Die grüne Lunge ist ein Hochhaus” – Zement ist ein Klimakiller! Oder etwa nicht?

padlock_closedThema 4: „Gotta CETCH ‘em all“ – Forscher haben etwas gebastelt….einen neuen und damit die Natur ergänzenden siebten Zyklus zur Bindung von CO2 …what could possibly go wrong?

Neues von der missglückten Landung von Schiaparelli: Stack overflow?!

Amazon Kauf der Woche: “The Last Man on the Moon: Astronaut Eugene Cernan and America’s Race in Space“. Ein hochgelobtes Buch bei Amazon oder als Film auf DVD.

Wir machen am 10.12. ein Hörer-Chinagadgetwichtel-Treffen ab 18:00 Uhr im Unperfekthaus. Kommt wenn ihr mögt und feiert den Jahresabschluss mit uns. Chinagadgets gibt es nur solange der Vorrat reicht. 😉

Da uns die FAZ nocheinmal sehr deutlich gemacht hat, dass es ohne die Verlage nicht geht und Open Access uns als Wissenschaftler ausbeutet, wollen wir euch vor einem großen Fehler bewahren. Wir wollen verhindern, dass ihr in der Weihnachtszeit aus versehen was an Sic-Hub spendet und daher ist hier nochmal deren Bit-Coin-Wallet:

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Also was auch immer ihr tut, bloß nichts an diese Ausbeuter und Diebe der Wissenschaft spenden!!!

Rausschmeißervideo: “(A Biologist’s) St. Patrick’s Day Song

41 Gedanken zu „Minkorrekt Folge 86 „Im Windschatten des Physikjournals“

    • “Flying cars”! 🙂 Das ist natürlich albern. Aber das Prinzip ist interessant und das versuchen wir zu erklären. Ob das mal wirklich genutzt wird steht auf einem ganz anderen Blatt!

      /nw

  1. Hallo ihr beiden,
    bei Cannae und Kanaan gings aber auch schön drunter und drüber 🙂
    Die Bibel hat doch nix mit Hannibal am Hut…

    Aber das lieben wir ja an Euch so.

  2. Immer wenn ihr Euch auf politisches Glatteis bewegt, rutscht ihr aus:
    https://www.tagesschau.de/ausland/trump-nyt-105.html
    Trump hat seine Klimaaussagen bereits vor einer Woche kassiert.

    —–

    Zum Fallversuch: Hier liegt ein zentraler Nachweis dafür, dass die Mondladung wirklich stattgefunden hat. Bei den Landungen, bei denen der Moon Rover mitgeführt wurde, nageln die Herren Astronauten ralleymäßig durch den Mondstaub, und der fällt “wie ein Stein” wieder zu Boden. Dasgeht nur im Vakuum. Schätzt man die Größe des “Studios”, in dem die Landung stattgefunden haben soll auf 250 x 400 m, dann lastet auf dem “Studiodach” ein Luftdruck, der in etwa 10 Flugzeugträgern entspricht. Ergo: es ist einfacher zum Mond zu fliegen, als ein solches Studio zu bauen.

    Die Katastrophe vom Nyos See in Kamerun beruht auf der unglücklichen Verquickung verschiedener physikalischer Gegebenheiten. Es handelt sich um einen Kratersee, der aus einer Magmakammer mit CO² bis an die Sättigung gespeist wird. Das unter hohem Druck liegende kalte Tiefenwasser kann 20x soviel CO² speichern wie das Oberflächenwasser. Das warme Oberflächenwasser liegt wie ein Deckel über dieser Schicht. Sorgt ein Erdrutsch oder anderes für die Freisetzung des CO², wirkt die Lage des Sees fatal: Der hoch gelegene See entleert das Gas, und da es schwerer als Luft ist fließt es wie eine Flutwelle in die umliegenden Täler. So kam es zu der hohen Opferzahl.

    • Trumps Aussagen von es gebe eine gewisse Verbindung zw Klima und Mensch, es käme darauf an wieviel, und er stehe einem Ausstieg aus den Klimaabkommen offen gegenüber, kann man interpretieren wie es einem gerade passt. Trump hält sich damit alle Wege offen. “kassieren” von früheren Aussagen ist das nicht.

      • Trump hat einen menschlichen Faktor beim Klimawandel eingeräumt. Dass dieses eine Kertwende sei, sieht auch die deutsche “Lügenpresse” so. Wenn er sich “alles offen hält”, wäre schon dieses eine völlige Abkehr von der China-hat-alles-erfunden Hypothese.

        “Trumps Kehrtwende beim Klima” – Tagesschau
        “Klima, Folter, Clinton: Rudert Trump zurück?” Schaumbuger Nachrichten
        “Trump leitet 180-Grad-Wende ein” – N-TV

        “Rechte Anhänger in den USA sind enttäuscht von Donald Trump – Der künftige US-Präsident lässt ein Versprechen nach dem anderen fallen: Folter, Klima und die Untersuchung gegen Hillary Clinton.” – Berliner Morgenpost

        “«New York Times»-Interview mit Trump – Trump relativiert seine Haltung zum Klimawandel – NZZ

        Für diese ziemlich einmütige Interpretation spricht die Lebenserfahrung, dass man als Politiker die Wahrheit möglichst bis nach der Wahl vertagt, wei Wähler sie nicht hören möchten.

        Danke, dass Du reagiert hast, aber ich bin mit meiner Interpetation nach wie vor zufrieden.

  3. Erst komisch, aber dann doppelt gut …
    … ich habe grade diesen Artikel auf golem.de gelesen
    (http://www.golem.de/news/em-drive-der-mikrowellenantrieb-bleibt-fraglich-1611-124744.html)
    Eig. hätte ich den erst gar nicht gelesen, aber im Anreißer war Nicolas Name enthalten ^.^

    Grundsätzlich war an dem Artikel nichts besonderes, doch dann kam ich zum letzten Abschnitt. Während ich das Zitat las, modulierte mein Hirn Nicolas die Stimme. ô.O 😀

    Wie gesagt, zum einen komisch, zum anderen ECHT COOL. Gibt dem Artikel, der eig. sehr objektiv ist, eine persönliche Note. In diesem Fall (natürlich) positiv. 😉

    Geht das anderen auch so?

    • Ich hab bei dem Artikel auf den Autor geschaut. Der Frank Wunderlich-Pfeifferist als einer der beiden Macher des Countdown-Podcast in der WissPod-Szene aktiv. Ich rate mal: Daher kennt der auch Nicolas.

      Und nein, mein Gehirn spricht selten mit der Stimme anderer Podcaster. 😉

  4. Ich freue mich immer wenn Ihr Euch auf chemisches Glatteis begebt. 🙂 Beim Thema Zement habt Ihr und auch der Artikel, so wie ich ihn verstanden habe, die Berechnungen ohne die zum Erhitzen notwendigen Energie und damit verbundener CO2-Erzeugung durchgeführt worden. Dass die bei Herstellung abgegebene Menge teilweise wieder gebunden wird, ist eigentlich ja auch nicht verwunderlich, da die Bindung von CO2 zum Aushärten notwendig ist. Trotzdem interessant.

    • Prinzipiell ist es richtig, dass nicht nur die Dekarbonatisierung der Ausgangsstoffe bei der Zementherstellung, sondern eben insbesondere die Befeuerung der Drehrohröfen auf Temperaturen von ~1500°C, um die erwähnte Schmelze der Calciumsilikate zu erreichen, die dann schließlich den Zementklinker bilden, einen wesentlichen Anteil der CO2-Emission bei der Zementproduktion ausmacht. Ein kleinerer, aber auch nicht vernachlässigbarer Energiebedarf besteht übrigens im Mahlen des aus den Drehrohröfen kommenden Zementklinkern in riesigen Mühlen (die dann aber natürlich elektrisch betrieben werden).
      Im Übrigen ist CO2 aber absolut nicht notwendig zur Aushärtung des Betons. Es kann zwar in einem vorhandenen Zementstein durch Karbonatisierung zusätzliche Festigkeit durch die Bildung von Kalkstein bringen, dies ist aber ein Prozess, den man möglichst ausbremsen möchte (s.u.).

      @Nicolas und Reinhard
      Die Quantifizierung des wieder durch Karbonatisierung (nicht Karbonisierung) im Verlauf der Nutzungsphase von Betonkonstruktionen aufgenommenen CO2s finde ich sehr interessant und als Bauingenieur, der sich viel mit Bindemitteltechnologie beschäftigt, habe ich mich auch schonmal gefragt, in welchen Größenordnungen das stattfinden kann, auch wenn ihr und das Paper ja auf die Schwankungsbreiten in Abhängigkeit der Konstruktion und Applikation (z.B. eben als Putz) eingeht und die Zementindustrie wäre sicher zu einem gewissen Grad höchst erfreut daran, wenn sie damit den Carbonfootprint ihres Hauptprodukts weiter kaschieren könnten (insbesondere im Hinblick für Lifecycleanalysen für Gebäude, die durch Nachhaltigkeitsbestrebungen im Baugewerbe zunehmend wichtiger werden, und da fällt Zement – immerhin mit gut 3 Mrd. t per annum das am meisten industriell produzierte Gut der Welt – auch mit ins Gewicht).
      Allerdings spannt diese Erkenntnis zu einem gewissen Grad ein neues Spannungsfeld auf: Aus der Sicht eines Bauingenieurs soll die Betonkarbonatisierung durch Maßnahmen wie Abstimmung der Betonmischung auf das jeweilige Einsatzgebiet oder das Vorhalten einer gewissen Betondeckung überhalb des Bewehrungsstahls in den Bauteilen minimiert werden. Zwar führt die Karbonatisierung (die im Übrigen nicht verhinderbar ist und immer zu einem gewissen Grad über Diffusionsprozesse stattfinden) dazu, dass lokal Poren in der Zementmatrix mit Kalkstein ausgefüllt werden, was dort zu hören (Druck-)Festigkeiten führt, aber damit geht die Verringerung des pH-Werts des Millieus einher: In Beton liegt in den Poren in erster Näherung eine gesättigte Calciumhydroxid (Ca(OH)2) Lösung vor, die den im Bauteil liegenden Stahl mit einer dünnen Passivierungsschicht versieht und damit gegen vielerlei Arten von Stahlkorrosion vorbeugt. Dringt aber nun CO2 in die Poren ein, kann unter Einbeziehung von Umgebungsfeuchte (H2O) lokal Kohlensäure entstehen und reagiert mit dem basischen Ca(OH)2 zu Kalkstein – als weiteres Resultat fällt der pH-Wert. Erreicht nun die Karbonatisierungsfront den Bewehrungsstahl, löst sich die Passivierungsschicht auf und der Stahl kann korrodieren, was zu Volumenvergrößerungen und letztlich zu Abplatzungen des Betons und weiterer Korrosion und größeren Schäden (theoretisch durch die Schwächungen bis zum kompletten Versagen des Bauteils) führt. Dies gilt es eben z.B. durch das Vorhalten von ausreichenden Betonschichtne über dem Stahl und der Auswahl hinreichend dicht aushärtenden Betonmischungen für die avisierte Lebensdauer des Gebäudes in jedem Fall zu verhindern, wodurch es leider nicht erstrebenswert werden wird, Betonkonstruktionen als schöne CO2-Senken betrachten zu können. (nur mal so als kritische Anmerkung zu dem ansonsten interessanten Paper)

      Wie Claus im Übrigen schon anmerkte, ist die Befeuerung ja ebenfalls einer der Haupttreiber der CO2-Emission bei der Zementherstellung. Und da diese Industrie ja für gut 5 % (je nach Quelle gibt es sogar Angaben für bis zu 7-9%) des weltweiten CO2-Ausstoßes kenntlich zeichnet, gibt es auch schon lange verschiedene Bestrebungen, die Zementherstellung und den Einsatz von Zement im weiteren Sinne “klimafreundlicher” zu machen (zumindest in Deutschland und der EU). Bei der Herstellung versucht man da natürlich an den Brennstoffen zu drehen und will möglichst viele “Sekundärbrennstoffe” einsetzen. Da fallen so Dinge drunter wie die bekannten Altreifen und -öle, aber auch Tiermehle, Lösemittel oder Klärschlämme drunter, die auch recht ansehnliche Brennwerte erreichen können, sodass man damit im laufenden Betrieb der Drehrohröfen größere Teile der Energiemengen substituieren kann, die ansonsten vornehmlich aus Kohlestaubverfeuerung rühren würde (oder z.T. auch Gas).
      Das hat wiederum für die Herstellung Vor- und Nachteile: Positiv ist, dass man eher lästige Abfälle aufgrund der hohen Temperaturen, ich sage mal, relativ kontrolliert und “sauber” verbrennen kann, ohne das viele weitere giftige Verbindungen entstehen z.B.. Je nach dem, was man jetzt aber zum Verfeuerung in die Öfen wirft, bringt man aber u.U. auch Stoffe in die Klinkerschmelze, die man dort eigentlich nicht haben möchte, aber bis zu gewissen kleinen Graden verschmerzbar sind (z.B. Schwefel- oder Phosphorverbindungen), sodass an der Stelle ein durchaus großer Aufwand zur Qualitätssicherung geleistet werden muss. Ein deutsches Zementwerk (ich glaube bei Karlsruhe) propagierte glaube ich sogar kürzlich, nur noch über derlei Sekundärbrennstoffe zu feuern, was aber, ohne das jetzt näher verfolgt zu haben, für mich eher nach einem PR-Stunt klang (ohne in Abrede stellen zu wollen, dass dort ggf. wirklich überdurchschnittlich viel Sekundärbrennstoffe zum Einsatz kommen).
      Die Zementherstellung hat übrigens, unter allerlei theoretischer Annahmen, einen Brennstoffbedarf von ca. 2.500 kJ/kg Klinker (also nur, um die chemische Schmelze theoretisch herstellen zu können), dort sind aber auch noch keine Wärme- oder Umwandlungsverluste eingerechnet. Im Jahr 1950 mussten aber tatsächlich noch 8.000 (!) kJ/kg Klinker aufgewendet werden (aufgrund ineffizienterer Herstellungstechnologien und großer Energieverluste während der Herstellung), aber bereits Mitte der 1970er erreichte man die Halbierung auf 4.000 kJ/kg Klinker, heute ist man derzeit so bei ~3.500 kJ/kg Klinker angekommen. Da ist also ein Großteil des Optimierungspotentials bereits ausgeschöpft – zumindest in Deutschland, wo die Herstellungstechnologie für Zement mit dem Einsatz des Trockenverfahren bereits weit vorangeschritten ist, betreibt man in vielen anderen Ländern (und insbesondere größeren Zementherstellern wie China oder auch den USA) z.T. noch Zementherstellung im Nass- oder Halbnassverfahren, die energieaufwändiger, aber technologisch einfacher zu realisieren sind.

      Der andere Kniff zur Verbesserung der Ökobilanz von Beton ist, dass man einfach den Zement substituiert (ich glaube ihr hattet es auch kurz eingangs gesagt), wofür man am liebsten wieder auf so Sekundärrohstoffe wie Kohleflugaschen, Hochofenschlacken, Silikatstäube, Metakaolin und andere latent-hydraulische (reagieren mit alkalischen Katalysatoren zu ähnlichen Phasen, wie es der Zement beim aushärten tut. Praktischerweise fällt bei letzterem Prozess ja in rauen Mengen Ca(OH)2 an, was diesen Zweck hervorragend erfüllt) oder puzzolanische Stoffe (verbraucht im vergleich zu latent-hydraulischen Stoffen den alkalischen Aktivator bei der Reaktion zu Zementsteinähnlichen Produkten) zurückgreift. So ist heute nur noch etwa ein Drittel des in Deutschland verbrauchten Zements reiner Portlandzement (also ohne Substitute), in den restlichen zwei Dritteln ist der Zement zwischen 6-35% (Portlandmischzemente) oder 36-95% (!) (Hochofen-, Puzzolan- und Kompositzemente) durch die bereits erwähnten Stoffe substituiert.

      Was derzeit so ein bisschen der heiße Shit in der Bindemittelforschung ist (obwohl nicht unbedingt neu), sind Bindemittelsysteme, die komplett ohne Zement auskommen, meist als Geopolymere und alkali-aktivierte Binder bekannt. Da benutzt man dann z.B. statt Zement einfach nur noch Steinkohlenflugasche, braucht aber eben noch Alkalien um die Reaktion in Gang zu bringen und nutzt dafür dann z.B. Wassergläser. In die Richtung schreibe ich auch gerade meine Masterarbeit.

      Die deutsche Zementindustrie ist sich übrigens auch voll ihres Images als nicht gerade klimafreundlicher Wirtschaftszweig bewusst und betreibt mit dem Verein Deutscher Zementwerke (VDZ) eine sehr informative und wie ich finde auch recht transparente Informationsplattform, wo man viele Statistiken gerade auch rund um die CO2-Bilanzierung des Zements einfach finden kann (auch wenn ich jetzt für diesen Post dort nicht zusätzlich recherchiert habe, sondern eher so das aus Vorlesungen und Arbeit hängengebliebene Wissen rausgekramt habe).
      https://www.vdz-online.de/

  5. Packe ich eine stromdurchflossene Spule ins Weltall, fängt diese an zu rotieren? (Elektronen, mit einer zwar geringen Masse, bewegen sich in die eine Richtung, Löcher in die andere)
    Wenn es diesen Effekt gibt, wird er genutzt oder muss er eventuell in Satelliten kompensiert werden?

  6. Danke für den Hinweis auf den “Last man on the moon” Film von Cernan. Hab vor Jahren das Buch gelesen und wusste gar nicht, dass es dazu jetzt auch den Film gibt.

  7. Hey Ihr beiden und Glück auf ans gesamte Forum. Könnt Ihr mir evtl. einen Player für Android empfehlen, der die Kapitelmarken im Download-File wiederfindet und nutzt?

    Das wär knorke

    Dank euch. Auch für Eure stete Qualität!

  8. Miracle Blade.. wat hab ich damals gelacht. Die TV-Verkäufer schwadronierten stoisch von “Magic Blade” während die ganze Zeit “Miracle Balde” eingeblendet wurde.
    Mein persönliches Highlight war aber eine, auf eine Holzplatte geschraubte Kupferspirale (oder nur Kupferfarben?) mit Kupferner Kugel. Leider fällt mir der Name nicht mehr ein. Half angeblich gegen Erdstrahlen, Wasserstrahlen, Kosmische Strahlen UND wurde ernsthaft beworben mit dem Prädikat (haltet euch fest!)
    “…hilft auch gegen unbekannte Strahlen.”.

  9. Zum Experiment der Woche: sorgt nicht der Luftdruck mit dafür, dass ein Blatt Papier gegen das Physikjournal gepresst wird, wenn man letzteres weg bewegt da sonst ein Vakuum dazwischen entsteht? Damit kann man also durch eine rasche Beschleunigung das Blatt auch mit mehr als g nach unten und (wie ein spontaner Versuch zeigt) auch kurzzeitig nach oben fallen lassen.

    • Hi Per,
      natürlich spielt der Luftdruck auch ne rolle, aber der wesentliche Effekt dürfte der Fall im Windschatten sein. Man könnte das ganze Experiment auch nochmal mit ner geschlossenen kleinen Kiste (am besten einer durchsichtigen ;)) machen. Aber natürlich hast du recht, der Versuchsaufbau ist so nicht ideal 🙂

      • Die Sache mit dem Einfluss der Masse eines Körpers auf die Geschwindigkeit im freien Fall kann man schön in einem Gedankenexperiment widerlegen. Und Gadankenexperimente sind doch sowieso die besten, weil sie so schön kosteneffizient sind. 🙂

        Wir stellen uns einen Stein 1 und einen Stein 2 vor, dabei soll Stein1 leichter als Stein 2 sein.

        Wenn wir nun annehmen, dass die Masse Einfluss auf die Geschwindigkeit im freien Fall hat und ein schwerer Stein schneller als ein leichter fällt, bedeutet das, dass Stein 1 langsamer als Stein 2 fällt.

        Nun stellen wir uns vor, dass wir Stein 1 und Stein 2 mit Hilfe eines Stricks (den wir uns zur Vereinfachung masselos vorstellen) verbinden.

        Der schnellere Stein 2 müsste nun also in seinem Fall vom langsameren Stein 1 gebremst werden. Die resultierende Geschwindigkeit des Konglomerats müsste also zwischen den Fallgeschwindigkeiten der Steine 1 und 2 liegen.

        Andererseits könnte man das Konglomerat auch als neuen, dritten Stein betrachten, dessen Masse sich aus den Massen der Steine 1 und 2 zusammensetzt. Dieser Stein ist somit noch schwerer als Stein 2 und müsste demzufolge schneller als Stein 2 fallen.

        Hier haben wir einen Widerspruch. Einmal fällt der zusammengesetzte Stein langsamer als Stein 2 und einmal schneller. Also muss unsere Annahme, dass die Masse Einfluss auf die Fallgeschwindigkeit hat und schwere Körper schneller als langsame fallen, falsch sein.

  10. Also ich hätte da noch einen Vorschlag für die ESA, sagen wir mal “in memoriam Schiaparelli” …

    Wenn die ESA solcherlei Geräte anstallt “Lander” einfach “Impaktor” nennen würde, wäre die Liste der Fehlschläge deutlich kürzer … und eine erfolgreiche Landung wäre ja auch nur ein “Impakt” – man müsste dann nur erklären, warum es nicht ordentlich gerummst hat. Andererseits kann man ja dann sagen, dass man für den Fall ja (voller Vorsorge) ein paar Instrumente dabei hat, und es deswegen kein richtiger Fehlschlag war 😉

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