Stimmt's? Physik im Kochtopf
Platzen Würstchen immer der Länge nach auf?
Wenn man Würste zu heiß kocht, neigen sie zum Platzen. Beginnt nämlich ihr Inhalt zu sieden, dann entwickeln sich Gase, die den Innendruck gewaltig ansteigen lassen. Schließlich platzt die Pelle. Die ideale Zubereitungstemperatur für Brühwürstchen liegt deshalb bei etwa 90 Grad Celsius – kochen sollte das Wasser niemals!
Und wenn die Wurst platzt, dann platzt sie der Länge nach auf. Wieso platzt sie nicht quer und teilt sich sauber in zwei Teile? Dahinter steckt die sogenannte Kesselformel aus der Physik. Sie gibt an, wie sich die Spannungen in der Wand eines zylindrischen Rohrs verteilen – nicht nur bei Würsten, sondern auch bei Rohrleitungen aller Art.
Dass in Längsrichtung (»Axialspannung«) und in Querrichtung (»Tangentialspannung«) überhaupt unterschiedlich gezogen wird, erstaunt. Schließlich verteilt sich der Innendruck gleichmäßig auf die gesamte Pelle. In ihr entsteht eine Spannung. Sie wird ebenso wie der Druck in Kraft pro Fläche berechnet, nur dass es hier um die Kraft geht, die auf die Querschnittsfläche der Wurstpelle wirkt.

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Wir wollen Ihnen an dieser Stelle keine Formeln zumuten (eine Übersicht findet sich auf den Seiten der Wurstakademie), aber es zeigt sich: Derselbe Innendruck zerrt doppelt so stark in der Querrichtung der Wurst wie in der Längsrichtung. Folglich bricht die Brühwurst nicht etwa in zwei Teile, sondern reißt stets der Länge nach auf.
Die Adressen für »Stimmt’s«-Fragen: DIE ZEIT, Stimmt’s?, 20079 Hamburg oder stimmts@zeit.de . Das »Stimmt’s?«-Archiv: www.zeit.de/stimmts
Diesen Artikel finden Sie als Audiodatei im Premiumbereich unter www.zeit.de/audio
- Datum 13.03.2010 - 12:07 Uhr
- Serie Stimmt's
- Quelle DIE ZEIT, 11.03.2010 Nr. 11
- Kommentare 11
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Eine ehrliche Frage, warum keine Formeln?
Man könnte sie für Interessierte immer noch am Ende anhängen - eventuell mit einer kleinen Grafik.
Wei der Druck "in der Querrichtung doppelt so stark" zerrt wie in der Längsrichtung, reißt die Wurst der Länge nach auf. Aha. Sie reißt also dort auf, wo weniger Druck ist. Hätt' ich nicht gedacht.
Einfach mal die Zeichnungen aus dem verlinkten Wurstakademiebeitrag anschauen, dann kann man es sich vielleicht leichter vorstellen. Wenn man eine Wurst in Querrichtung in eine Richtung zieht, dann rollt sie (Tangentialkraft). Wenn man sie gleichzeitig in beide Richtungen zu rollen versucht, dann reisst sie entlang der Rollachse auf. und die Rollachse ist in Längsrichtung.
Das funktioniert genauso wenn man versucht eine Fahrstuhltür auseinanderzuschieben. Die Kraft die man einsetzt wirkt horizontal (Arme auseinanderdrücken), und so bewegen sich auch die Türen. Der Spalt, der dabei entsteht, ist aber vertikal.
Eine Grafik hätte diesen Artikel hier übrigens deutlich verständlicher gemacht als die Herleitung der Formel.
Einfach mal die Zeichnungen aus dem verlinkten Wurstakademiebeitrag anschauen, dann kann man es sich vielleicht leichter vorstellen. Wenn man eine Wurst in Querrichtung in eine Richtung zieht, dann rollt sie (Tangentialkraft). Wenn man sie gleichzeitig in beide Richtungen zu rollen versucht, dann reisst sie entlang der Rollachse auf. und die Rollachse ist in Längsrichtung.
Das funktioniert genauso wenn man versucht eine Fahrstuhltür auseinanderzuschieben. Die Kraft die man einsetzt wirkt horizontal (Arme auseinanderdrücken), und so bewegen sich auch die Türen. Der Spalt, der dabei entsteht, ist aber vertikal.
Eine Grafik hätte diesen Artikel hier übrigens deutlich verständlicher gemacht als die Herleitung der Formel.
Einfach mal die Zeichnungen aus dem verlinkten Wurstakademiebeitrag anschauen, dann kann man es sich vielleicht leichter vorstellen. Wenn man eine Wurst in Querrichtung in eine Richtung zieht, dann rollt sie (Tangentialkraft). Wenn man sie gleichzeitig in beide Richtungen zu rollen versucht, dann reisst sie entlang der Rollachse auf. und die Rollachse ist in Längsrichtung.
Das funktioniert genauso wenn man versucht eine Fahrstuhltür auseinanderzuschieben. Die Kraft die man einsetzt wirkt horizontal (Arme auseinanderdrücken), und so bewegen sich auch die Türen. Der Spalt, der dabei entsteht, ist aber vertikal.
Eine Grafik hätte diesen Artikel hier übrigens deutlich verständlicher gemacht als die Herleitung der Formel.
...ich habe soeben ein paar Würstchen gekocht...
("Frankfurter" - bin aber in England)
Wenn ich genau hinschaue sehe ich entlang der Längsachse eine feine Linie - ein Schnitt - als ob die Würsten mit einer Sollbruchstelle versehen wurden....
@DetlevCM:
Die Formeln hast du dir ja vielleicht schon an der Wurstakademie angesehen... Ich glaube, dass es wohl bei jedem ein Aha-Erlebnis geben muss, wenn ihr diesen Artikel hier in Kombination mit dem an der Wurstakademie mit den ganzen Formeln und Zeichnungen genießt - dann muss alles klar sein! ;-)
Aha, ein Würstchen mit Sollbruchstelle... Interessant! Naja, vielleicht gibt's das ja wirklich in England. Die Engländer sollen ja in Bezug auf Essen ihre eigenen Sitten und Gebräuche haben...
Beste Grüße,
Prof. Wurst
@DetlevCM
Dieser Artikel könnte für dich auch interessant sein, wenn du die Frankfurter erwähnst. Warum heißt sie hier Frankfurter, warum dort Wiener...
http://www.wurstakademie....
@DetlevCM:
Die Formeln hast du dir ja vielleicht schon an der Wurstakademie angesehen... Ich glaube, dass es wohl bei jedem ein Aha-Erlebnis geben muss, wenn ihr diesen Artikel hier in Kombination mit dem an der Wurstakademie mit den ganzen Formeln und Zeichnungen genießt - dann muss alles klar sein! ;-)
Aha, ein Würstchen mit Sollbruchstelle... Interessant! Naja, vielleicht gibt's das ja wirklich in England. Die Engländer sollen ja in Bezug auf Essen ihre eigenen Sitten und Gebräuche haben...
Beste Grüße,
Prof. Wurst
@DetlevCM
Dieser Artikel könnte für dich auch interessant sein, wenn du die Frankfurter erwähnst. Warum heißt sie hier Frankfurter, warum dort Wiener...
http://www.wurstakademie....
@DetlevCM:
Die Formeln hast du dir ja vielleicht schon an der Wurstakademie angesehen... Ich glaube, dass es wohl bei jedem ein Aha-Erlebnis geben muss, wenn ihr diesen Artikel hier in Kombination mit dem an der Wurstakademie mit den ganzen Formeln und Zeichnungen genießt - dann muss alles klar sein! ;-)
Aha, ein Würstchen mit Sollbruchstelle... Interessant! Naja, vielleicht gibt's das ja wirklich in England. Die Engländer sollen ja in Bezug auf Essen ihre eigenen Sitten und Gebräuche haben...
Beste Grüße,
Prof. Wurst
QED. Der mathematisch erbrachte Beweis kann wohl nicht wiederlegt werden.
Als mathematische Null überlege ich mir aber, wie man das ganze anschaulich erklären könnte. Ich denke mir, es ist doch so, wie wenn in der Wurst mehrere kleine Luftballone nebeneinander angeordnet sind. Diese dehnen sich bei Erwärmung aus. Die Ausdehnung in die Längsrichtung ist aber größer, weil sich die Ausdehnungsstrecken addieren. Allerdings ist die Dehnfähigkeit der Haut in dieser Richtung aber auch größer. Stellt man sich vor, die Wursthaut wäre z.B. aus Glas und die Wurst ein Zylinder, würde es dann nicht den Boden oder Deckel herausschlagen? Haben nicht deshalb Sektflaschen ein nach innen gewölbten Boden?
Die AUsdehnungsfähigkeit der Wursthaut in Querrichtung ist wohl aber geringer, daher reißt sie in Richtung der Querkräfte, also längs. Ist diese Betrachtung falsch?
Nochmal auf die Formeln geschaut :D und jetzt machte es klick :)
Meine Physikzeit ist... ehm... über 3,5 Jahre in Deutschland und über 1,5 Jahre in England her :D
Studiere jetzt Mathe.
Frankfurter - interessant - tja - so sind nun mal Speißenamen - danke für den Hinweis :)
Zum Thema englisches Essen - ich kann es kaum erwarten meine Osterferien wieder in Deutschland zu verbringen :D - aber Polen mag ich speißetechnisch noch mehr :D
Wäre vielleicht ein weiteres Projekt ;) Würstchen in Polen.
QED. Der mathematisch erbrachte Beweis kann wohl nicht wiederlegt werden.
Als mathematische Null überlege ich mir aber, wie man das ganze anschaulich erklären könnte. Ich denke mir, es ist doch so, wie wenn in der Wurst mehrere kleine Luftballone nebeneinander angeordnet sind. Diese dehnen sich bei Erwärmung aus. Die Ausdehnung in die Längsrichtung ist aber größer, weil sich die Ausdehnungsstrecken addieren. Allerdings ist die Dehnfähigkeit der Haut in dieser Richtung aber auch größer. Stellt man sich vor, die Wursthaut wäre z.B. aus Glas und die Wurst ein Zylinder, würde es dann nicht den Boden oder Deckel herausschlagen? Haben nicht deshalb Sektflaschen ein nach innen gewölbten Boden?
Die AUsdehnungsfähigkeit der Wursthaut in Querrichtung ist wohl aber geringer, daher reißt sie in Richtung der Querkräfte, also längs. Ist diese Betrachtung falsch?
Nochmal auf die Formeln geschaut :D und jetzt machte es klick :)
Meine Physikzeit ist... ehm... über 3,5 Jahre in Deutschland und über 1,5 Jahre in England her :D
Studiere jetzt Mathe.
Frankfurter - interessant - tja - so sind nun mal Speißenamen - danke für den Hinweis :)
Zum Thema englisches Essen - ich kann es kaum erwarten meine Osterferien wieder in Deutschland zu verbringen :D - aber Polen mag ich speißetechnisch noch mehr :D
Wäre vielleicht ein weiteres Projekt ;) Würstchen in Polen.
@DetlevCM
Dieser Artikel könnte für dich auch interessant sein, wenn du die Frankfurter erwähnst. Warum heißt sie hier Frankfurter, warum dort Wiener...
http://www.wurstakademie....
QED. Der mathematisch erbrachte Beweis kann wohl nicht wiederlegt werden.
Als mathematische Null überlege ich mir aber, wie man das ganze anschaulich erklären könnte. Ich denke mir, es ist doch so, wie wenn in der Wurst mehrere kleine Luftballone nebeneinander angeordnet sind. Diese dehnen sich bei Erwärmung aus. Die Ausdehnung in die Längsrichtung ist aber größer, weil sich die Ausdehnungsstrecken addieren. Allerdings ist die Dehnfähigkeit der Haut in dieser Richtung aber auch größer. Stellt man sich vor, die Wursthaut wäre z.B. aus Glas und die Wurst ein Zylinder, würde es dann nicht den Boden oder Deckel herausschlagen? Haben nicht deshalb Sektflaschen ein nach innen gewölbten Boden?
Die AUsdehnungsfähigkeit der Wursthaut in Querrichtung ist wohl aber geringer, daher reißt sie in Richtung der Querkräfte, also längs. Ist diese Betrachtung falsch?
@bonneville
Es geht nicht um Ausdehnungsfähigkeit sondern um die Reißfestigkeit der Wursthaut. Stell dir folgendes vor: Wenn du ein Stück Wursthaut in die Länge ziehst, wird dieses irgendwann reißen. Das kommt daher, da im Querschnitt deiner Wursthautprobe sich eine Spannung, abhängig von der Zugkraft, aufbaut. Diese (Zug-)Spannung ist definiert als Kraft pro Fläche. Übersteigt diese Spannung die maximale Spannung (d.h. im weiteren Sinne die „Festigkeit“) der Wursthaut, wird diese reißen.
Das Geheimnis hinter der Kesselformel ist nun folgendes: Der Druck in der Wurst wirkt in alle Richtungen gleich. Die Kräfte, die sich aus Folge diese Innendruckes in die verschieden Richtungen ergeben, hängen von den Größen der Flächen ab, auf die dieser projizierend wirkt. Das sind nun die Kräfte, die „an der Wursthaut ziehen“. Nun berechnet man mit diesen Kräften die Spannung (Kraft dividiert durch die Wursthaut-Querschnittsfläche, an welcher diese Kraft „zieht“). Ohne wirklich Werte zu berechnen, kann man die Formeln kürzen und vereinfachen und sieht so, dass die Spannung in der Wursthaut in Querrichtung immer doppelt so hoch ist, wie in der Längsrichtung. Deshalb wird in Querrichtung die maximale Spannung der Wursthaut zuerst erreicht und daher reißt die Wurst auch genau dort.
Aber jetzt, oder? :-)
Beste Grüße,
Prof. Wurst
@bonneville
Es geht nicht um Ausdehnungsfähigkeit sondern um die Reißfestigkeit der Wursthaut. Stell dir folgendes vor: Wenn du ein Stück Wursthaut in die Länge ziehst, wird dieses irgendwann reißen. Das kommt daher, da im Querschnitt deiner Wursthautprobe sich eine Spannung, abhängig von der Zugkraft, aufbaut. Diese (Zug-)Spannung ist definiert als Kraft pro Fläche. Übersteigt diese Spannung die maximale Spannung (d.h. im weiteren Sinne die „Festigkeit“) der Wursthaut, wird diese reißen.
Das Geheimnis hinter der Kesselformel ist nun folgendes: Der Druck in der Wurst wirkt in alle Richtungen gleich. Die Kräfte, die sich aus Folge diese Innendruckes in die verschieden Richtungen ergeben, hängen von den Größen der Flächen ab, auf die dieser projizierend wirkt. Das sind nun die Kräfte, die „an der Wursthaut ziehen“. Nun berechnet man mit diesen Kräften die Spannung (Kraft dividiert durch die Wursthaut-Querschnittsfläche, an welcher diese Kraft „zieht“). Ohne wirklich Werte zu berechnen, kann man die Formeln kürzen und vereinfachen und sieht so, dass die Spannung in der Wursthaut in Querrichtung immer doppelt so hoch ist, wie in der Längsrichtung. Deshalb wird in Querrichtung die maximale Spannung der Wursthaut zuerst erreicht und daher reißt die Wurst auch genau dort.
Aber jetzt, oder? :-)
Beste Grüße,
Prof. Wurst
Nochmal auf die Formeln geschaut :D und jetzt machte es klick :)
Meine Physikzeit ist... ehm... über 3,5 Jahre in Deutschland und über 1,5 Jahre in England her :D
Studiere jetzt Mathe.
Frankfurter - interessant - tja - so sind nun mal Speißenamen - danke für den Hinweis :)
Zum Thema englisches Essen - ich kann es kaum erwarten meine Osterferien wieder in Deutschland zu verbringen :D - aber Polen mag ich speißetechnisch noch mehr :D
Wäre vielleicht ein weiteres Projekt ;) Würstchen in Polen.
Schön, dass es "klick" gemacht hat! Obwohl: 5 Jahre wären ja eigentlich nicht so lange, finde ich...
Bitte für den Hinweis!
Dann freu dich drauf, endlich wieder mal was Ordentliches auf den Teller zu bekommen - Vorfreude ist ja die schönste Freude, heißt es! Und wegen der "Würstchen aus Polen": Kennst du dich da aus? Dann können wir ja mal drüber reden...
Beste Grüße aus den Alpen,
Prof. Wurst
Schön, dass es "klick" gemacht hat! Obwohl: 5 Jahre wären ja eigentlich nicht so lange, finde ich...
Bitte für den Hinweis!
Dann freu dich drauf, endlich wieder mal was Ordentliches auf den Teller zu bekommen - Vorfreude ist ja die schönste Freude, heißt es! Und wegen der "Würstchen aus Polen": Kennst du dich da aus? Dann können wir ja mal drüber reden...
Beste Grüße aus den Alpen,
Prof. Wurst
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