Heiße Physik
Die neue Ausgabe von Physik in unserer Zeit hat es in sich: Verbrennung, Entropierad, Heliosphäre und vieles mehr. Und alles zum freien Download.
Die Januar-Ausgabe von Physik in unserer bietet neben aktuellen Forschungs- und Magazinbeiträgen ein historisches Rätsel mit Buchgewinnen und diese sechs großen Aufsätze:
Die Verbrennung ist in der Technik, etwa in Motoren, ein elementarer Vorgang. Dabei laufen komplexe chemische und physikalische Prozesse sehr schnell und auf kleiner Skala ab. Computersimulation und Laserdiagnostik ermöglichen heute tief gehende Einblicke in ein Phänomen, das die menschliche Kultur seit jeher befeuert.
Chemische Reaktionen in Superzeitlupe
Einer der großen wissenschaftlichen Träume ist es, Superzeitlupen-„Filme“ von extrem schnellen chemischen Reaktionen aufzunehmen. Idealerweise zeigen diese Bilder in Femtosekunden aufgelöst, was dabei in den Molekülen geschieht. Entscheidend für solche Aufnahmen ist das richtige „Licht“, das zum Beispiel ein Freie-Elektronen-Laser liefert. Mit FLASH in Hamburg gelangen erste, tiefe Einblicke in die Moleküldynamik.
Jahrzentelang ließ sich die Frage nach der Struktur der Heliosphäre ausschließlich mit Computersimulationen angehen. Erst Messungen des Satelliten Interstellar Boundary Explorer lieferten jüngst ein Bild dieser, das Planetensystem umgebenden Plasmablase. Das zeigt völlig unerwartet beim Übergang zum interstellaren Medium keine Stoßfront.
Ein Entropierad nutzt reversible Konformationsänderungen von Polymermolekülen als Arbeitsmittel. Auf diese Weise lässt sich thermische Energie bei einer relativ geringen Temperatur in mechanische Energie umwandeln.
Das Putt-putt-Boot als Wärmekraftmaschine
Ein Dampfjetboot ist eine einfache Wärmekraftmaschine. Ohne bewegliche Teile verwandelt sie thermische Energie einer Kerzenflamme in mechanische Energie, die sich in periodisch aus- und einströmendem Wasser äußert und das Boot in Bewegung versetzt.
Beim Turnen können enorm hohe Kräfte auftreten, etwa am Reck und an den Ringen. Trotzdem fordern die Jurys elegante und flüssige Bewegungen, zudem müssen die Athleten unangestrengt wirken. Hier steckt viel Physik dahinter.
