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Der Gasbrenner

Ein Führerschein für den Brenner und ein verkohltes Holzstäbchen — hier zeigst du, dass du die Flamme wirklich verstehst.

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Der Brenner-Führerschein

AFB I–II

Bevor die 6b zum ersten Mal selbst mit dem Gasbrenner arbeitet, macht jede Person einen „Brenner-Führerschein“. Frau Weber hat dafür eine Tabelle an die Tafel geschrieben:

Luftzufuhr zu: leuchtende Flamme, bis etwa 900 °C

Luftzufuhr halb offen: nichtleuchtende Flamme, bis etwa 1000 °C

Luftzufuhr ganz offen: rauschende Flamme, etwa 1300 °C — heißeste Stelle etwa 1500 °C

  1. Gib für jede Flamme an, welche Farbe sie hat und ob sie rußt.
  2. Stelle die Schritte zum Ausschalten des Brenners in der richtigen Reihenfolge dar.
  3. Erläutere, warum die Luftzufuhr beim Anzünden geschlossen sein soll.
  4. Ermittle mithilfe der Tabelle, um wie viel Grad die heißeste Stelle der rauschenden Flamme heißer ist als die leuchtende Flamme höchstens wird.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Zwei Flammen sind blau, eine ist gelb.
Hinweis zu Aufgabe b)
Beim Ausschalten wird die Flamme zuerst wieder gut sichtbar.
Hinweis zu Aufgabe c)
Wie sieht die Flamme mit geschlossener Luftzufuhr aus — und wie sicher brennt sie?
Hinweis zu Aufgabe d)
Suche die beiden Werte in der Tabelle und subtrahiere.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Leuchtende Flamme: gelb, rußt. Nichtleuchtende Flamme: blau, rußt nicht. Rauschende Flamme: blau mit hellblauem Innenkegel, rußt nicht.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

1. Luftzufuhr schließen (leuchtende Flamme). 2. Gasregulierung schließen — die Flamme geht aus. 3. Gashahn am Tisch schließen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Mit geschlossener Luftzufuhr brennt nach dem Anzünden die leuchtende Flamme: Sie ist gut sichtbar und brennt ruhig oben am Rohr. Bei offener Luftzufuhr lässt sich das Gas schlechter entzünden, und die Flamme kann ins Rohr durchschlagen und unten an der Düse brennen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Heißeste Stelle etwa 1500 °C, leuchtende Flamme höchstens etwa 900 °C: 1500 °C − 900 °C = 600 °C. Die heißeste Stelle ist etwa 600 °C heißer.

2

Wo ist die Flamme heiß?

AFB II–III

Lisa hält ein dünnes Holzstäbchen für zwei Sekunden waagerecht und quer durch die rauschende Flamme, knapp über der Rohröffnung. Danach sieht das Stäbchen so aus wie in der Abbildung.

schwarzschwarzhell, kaum verbrannt
Holzstäbchen nach 2 Sekunden quer in der rauschenden Flamme (Blick von oben auf das Stäbchen).
  1. Deute das Aussehen des Holzstäbchens.
  2. Begründe, warum man ein Reagenzglas zum Erhitzen knapp über die Spitze des Innenkegels hält.
  3. Beurteile Lisas Verhalten: Sie lässt den Brenner mit rauschender Flamme brennen, während sie kurz am Waschbecken ein Glas spült.
  4. Entwickle einen Versuch, mit dem man zeigen kann, dass Wasser über der rauschenden Flamme schneller siedet als über der leuchtenden.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Wo war das Stäbchen in der Flamme — außen im blauen Mantel oder in der Mitte im Innenkegel?
Hinweis zu Aufgabe b)
Wo liegt die heißeste Stelle der rauschenden Flamme?
Hinweis zu Aufgabe c)
Wie gut sieht man die rauschende Flamme im hellen Raum?
Hinweis zu Aufgabe d)
Was muss bei beiden Versuchen gleich sein, damit der Vergleich fair ist?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Die schwarzen Stellen lagen im äußeren, blauen Teil der Flamme — dort ist es sehr heiß, das Holz verkohlt. Die helle Mitte lag im Innenkegel. Dort ist es viel kühler, deshalb ist das Holz kaum verbrannt. Die Flamme ist also nicht überall gleich heiß.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Knapp über der Spitze des Innenkegels liegt die heißeste Stelle der Flamme (etwa 1500 °C). Dort wird das Reagenzglas am schnellsten heiß. Im Innenkegel selbst ist es kühler, weiter oben nimmt die Temperatur wieder ab.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Das Verhalten ist unsicher. Die rauschende Flamme ist blau und im hellen Raum kaum zu sehen — jemand kann hineinfassen oder mit Haaren oder Ärmel hineingeraten. Außerdem sollte ein brennender Brenner nie unbeaufsichtigt sein. Besser: Luftzufuhr schließen (leuchtende Flamme) oder den Brenner ausschalten.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Beispiel: Zwei gleiche Reagenzgläser mit gleich viel Wasser (z. B. 3 cm hoch) und gleicher Anfangstemperatur. Eines über die leuchtende, eines über die rauschende Flamme halten — gleicher Brenner, gleiche Gasmenge, gleicher Abstand. Die Zeit bis zum Sieden mit der Stoppuhr messen und vergleichen. Schutzbrille, Reagenzglashalter, Öffnung von Personen weg. Jeder faire Versuchsplan mit Vergleich unter gleichen Bedingungen ist richtig.