Experiment 32: Eine Kerze als Pumpe

Was brauche ich?

• Ein Glas, 
• ein Teelicht,
• einen tiefen Teller
• und etwas Wasser.

Wie lange dauert es?

Weniger als 5 Minuten.
 

Wie funktioniert es?

Fülle den Teller ungefähr 1 cm hoch mit Wasser. Stelle das Teelicht in die Mitte des Tellers und zünde es an. Nun nimmst Du das Glas und stellst es über die brennende Kerze.

Nun wird die Kerze langsam verlöschen. Erst wird die Flamme immer kleiner, dann geht sie aus und Rauch steigt im Glas auf. Allein das ist schon interessant. Aber gleichzeitig wirst Du sehen, dass das Wasser im Glas steigt, während der Wasserspiegel im restlichen Teller sinkt.
 

Warum ist das so?

Die meisten Leute, die man danach fragt, werden antworten, dass die Kerze (solange sie noch gebrannt hat) Sauerstoff verbraucht hat, und dass dieser jetzt im Glas fehlt. Ein Unterdruck entsteht (der Luftdruck im Glas ist niedriger als außerhalb) und der normale Luftdruck außerhalb des Glases drückt das Wasser hinein.

Zum Teil ist das auch richtig, aber halt nicht ganz! Beim Verbrennen des Sauerstoffs wird dieser nicht vernichtet, sondern geht neue Verbindungen ein. Zum Teil entsteht Wasserdampf. Daher kann es sein, dass das Glas von innen beschlägt. Zum anderen Teil entstehen Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd. Diese Gase nehmen tatsächlich weniger Platz als die Luft vorher ein. Aber dieser Effekt ist nicht stark genug, um die Menge des eingedrungenen Wassers komplett zu erklären.

Was ist also noch passiert? Die Luft im Glas wurde durch die Kerze erhitzt. Warme Luft dehnt sich aus, ihre Dichte wird geringer. Sie braucht also mehr Platz. Das passiert schon beim Überstülpen des Glases. Nun ist irgendwann der ganze Sauerstoff im Glas durch die Kerze verbraucht. Die Kerze geht aus und die Luft kühlt wieder ab. Dabei zieht sie sich wieder zusammen. Dadurch entsteht nun ein Unterdruck. Und dieser Unterdruck zieht das Wasser ins Glas, bis der der Luftdruck im Glas wieder genauso groß ist, wie draußen.