Vibraflame: Sound vs. Fire

In diesen Artikel wird das Projekt "Vibraflame" von Miron Goldstein und Emil Petrow Präsentiert. Wir haben im Schuljahr 2024/25 das GYPT Projekt 12 "Sound vs. Fire". Bearbeitet.

Link bis ende 2025: Sound vs. Fire

Thema

Bei unserem Projekt haben wir mithilfe eines Lautsprechers eine Kerze oder eine Ethanollampe gelöscht. Dabei haben wir festgestellt, dass das Löschen nicht so leicht ist wie es scheint. Außerdem haben wir erkannt, dass viele verschiedene Parameter, auch mit minimaler veränderung, Einfluss auf die Funktion des Experiments haben.

Theorie

Eine Kerze brennt durch einen kombinierten physikalisch-chemischen Prozess. Beim Anzünden wird der Docht, der in der Regel aus Baumwolle besteht, durch die Flamme erhitzt. Die Hitze schmilzt das feste Wachs, welches meist aus Paraffin oder Stearin besteht. Dieses flüssige Wachs steigt aufgrund der Kapillarwirkung im Docht nach oben. Am oberen Ende des Dochtes wird das flüssige Wachs durch die hohe Temperatur in Wachsdampf umgewandelt. Dieser gasförmige Brennstoff reagiert dann mit Sauerstoff aus der Abbildung 1: Ausschnitt unseres Versuches umgebenden Luft. Der chemische Verbrennungsprozess setzt Energie frei, die als Wärme und Licht wahrgenommen wird. Innerhalb der Flamme werden Kohlenstoffpartikel sehr stark erhitzt. Sie erzeugen das charakteristische gelbliche Licht der Kerze. Ein Lautsprecher emittiert Schallwellen, diese bringen die Luftteilchen zum Schwingen. Durch die Teilchenbewegung wird die benötigte Brennstoffzufuhr, die die Flamme zum Brennen braucht nicht mehr gegeben, da die Flamme vom Docht wegbewegt wird. Sobald der Brennstoff weg ist, wird der Kreis gebrochen, der eine Kerze am Brennen hält. In Abbildung 1 sieht man, wie die brennende Flamme vom Lautsprecher wegbewegt wird. Sobald die Flamme vollständig vom Docht entfernt ist, erlischt die Flamme (innerhalb von ein paar Millisekunden) und die Kerze geht aus. Dies funktioniert nur unter gewissen Bedingungen, die wir in dieser Facharbeit durch Experimente herausfinden wollen.

Aufbau

Mit diesem Aufbau wurden Eure Messungen durchgeführt. Dieser Abschnitt lebt von guten(!) Fotos bzw. Skizzen.

Anfängliche Aufbauten, die später verworfen wurden, können erwähnt werden aber müssen ausgiebig betrachtet werden.

Anfangs haben wir für unseren versuch einen großen lautsprecher genutzt allerdings haben wir festgestellt das so ein großes ding nicht besonders notwendig ist und der schall sich in alle richtungen ausbreitet sodass wir uns stattdessen für ein kleineren lautsprecher genommen haben den wir in eine richtung gerichtet haben. Dieser erwies sich als zuverlässig aber nicht leistungsstark

Daten

Hier kommen keine Rohdaten sondern möglichst gut ausgewertete Daten rein - Graphen, Ausgleichskurven, etc. mit Fehlerbetrachtung!

Fazit

Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse.

Erfolge

Wir haben beim Jugend Forscht Teilgenommen und einen 3. Preis gewonnen.

Quellen

https://www.youtube.com/watch?feature=shared&v=tX6XSs2T5Go

https://praxistipps.chip.de/kerze-online-anzuenden-das-steckt-dahinter_116201

https://www.gypt.org/aufgaben/12-sound-versus-fire.html

https://www1.wdr.de/radio/wdr2/themen/frag-doch-mal-die-maus/feuer-pusten-100.html

https://letstalkscience.ca/educational-resources/backgrounders/what-sound-and-how-do-we-hear-it

https://de.wikipedia.org/wiki/Schalldruckpegel

Danksagungen

Ein ganz großes Dankeschön geht natürlich an Herr Ebert ohne den es nicht möglich wäre dieses Projekt durchzuführen.