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Das Branddreieck

Zwei Aufgaben, in denen du Feuer mit dem Branddreieck erklärst.

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1

Grillabend im Garten

AFB I–II

Familie Yilmaz grillt im Garten. Vater Emre legt Holzkohle in den Grill und schiebt darunter einige Grillanzünder-Würfel. Er zündet die Würfel mit einem langen Streichholz an. Nach einiger Zeit fächelt er mit einem Pappdeckel Luft in die Kohle, bis sie überall glüht.

  1. Gib für diesen Grill an, wodurch jede der drei Seiten des Branddreiecks erfüllt ist.
  2. Erläutere, warum Emre nicht direkt versucht, die Holzkohle mit dem Streichholz anzuzünden.
  3. Ordne das Fächeln mit dem Pappdeckel einer Seite des Branddreiecks zu und begründe kurz.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Brennstoff, Sauerstoff, Zündtemperatur — woher kommt jeweils was?
Hinweis zu Aufgabe b)
Welche Zündtemperatur ist leichter zu erreichen?
Hinweis zu Aufgabe c)
Was bringt die bewegte Luft an die Kohle?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Brennbarer Stoff: Holzkohle und Grillanzünder. Sauerstoff: aus der Luft, zusätzlich durch das Fächeln. Zündtemperatur: Das Streichholz entzündet die Anzünder, deren Flammen erhitzen die Kohle über ihre Zündtemperatur.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Die kleine Streichholzflamme gibt zu wenig Wärme ab, um die großen Kohlestücke auf ihre Zündtemperatur zu bringen. Die Anzünder entzünden sich leicht und brennen lange; ihre Flammen erhitzen die Kohle nach und nach, bis sie selbst brennt.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Das Fächeln gehört zur Seite „Sauerstoff“: Es führt frische Luft mit Sauerstoff an die Glut. Die Verbrennung wird dadurch schneller, die Kohle glüht heller.

2

Staub in der Schreinerei

AFB II–III

In einer Schreinerei wird Holz gesägt und geschliffen. Dabei entsteht feiner Holzstaub. Ein Aushang warnt: „Holzstaub kann explodieren!“ Lehrling Paul wundert sich: „Ein dickes Brett kann ich kaum mit dem Feuerzeug anzünden — wie soll dann Staub aus demselben Holz explodieren?“ Die Schreinerei hat eine Absauganlage, und an den Maschinen ist Rauchen und offenes Feuer verboten.

  1. Begründe, warum Holzstaub viel heftiger verbrennen kann als ein Brett aus derselben Masse Holz.
  2. Schätze ab, in welchem Fall die Gefahr größer ist: Staub, der als dicke Schicht auf dem Boden liegt, oder Staub, der als Wolke in der Luft schwebt.
  3. Nimm Stellung zu den beiden Schutzmaßnahmen der Schreinerei.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Denke an die Oberfläche und an den Sauerstoff.
Hinweis zu Aufgabe b)
Welche Rolle spielt das Mischungsverhältnis mit der Luft?
Hinweis zu Aufgabe c)
Welche Seite des Branddreiecks nimmt jede Maßnahme jeweils weg?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Holzstaub ist extrem fein zerteilt. Dadurch ist seine Oberfläche viel größer als die des Bretts, und jedes Teilchen ist von Luft umgeben. Sauerstoff kommt überall gleichzeitig heran, die Teilchen erreichen schnell ihre Zündtemperatur — die Verbrennung läuft schlagartig ab und kann eine Explosion auslösen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Größer ist die Gefahr bei der Staubwolke. In der Luft ist jedes Staubteilchen von Sauerstoff umgeben, das Mischungsverhältnis kann im zündfähigen Bereich liegen. In der Schicht am Boden kommt kaum Luft zwischen die Teilchen — sie glimmt eher langsam. Allerdings kann die Schicht aufgewirbelt werden und dann eine Wolke bilden.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Absauganlage entfernt den Staub, also den fein zerteilten brennbaren Stoff — sie verhindert, dass sich eine zündfähige Staubwolke bildet. Das Verbot von Rauchen und offenem Feuer verhindert, dass die Zündtemperatur erreicht wird. Beide Maßnahmen sind sinnvoll und ergänzen sich; den Sauerstoff kann man in einer Werkstatt dagegen nicht entfernen, weil dort Menschen atmen müssen.