Mär 15, 2019

Mein erstes Mal Fridays For Future in Regensburg

Fridays For Future, Schulstreik für das Klima, Schüler, die dem Unterricht freitags fern bleiben, um für eine tagesakutelle Umweltpolitik zu demonstrieren, was immer wieder in verschiedenen Medien thematisiert wird, das ist gewissermaßen etwas für mich. Ich bin seit meiner frühsten Jugend politisch und hätte mir gewünscht, dass damals solch ein Antrag unter meinen Mitschülern für die ACTA-Proteste gegeben hätte wie es das jetzt für die Klimapolitik gibt. Ich finde es unterstützenswert, dass junge Menschen sich in diesem Rahmen politisch engagieren. Deswegen wird dieser Beitrag etwas politischer und ich schreibe ein wenig über meine eigene Erfahrung mit der Fridays For Future-Bewegung.

Dass junge Menschen, in diesem Fall besonders eine Person, Greta Thunberg, sich diesbezüglich engagieren, habe ich etwa zum Jahreswechsel wahrgenommen. Mehr oder weniger auffällig wurde es dann im Laufe des noch jungen Jahres, allerdings hatte ich da schlicht und ergreifend keine Zeit, selbst so einer Klimademonstration beizuwohnen. Ich bin zwar Studentin und habe kaum Veranstaltungen mit Anwesenheitspflicht (Laborpraktika fallen unter die Anwesenheitspflicht, was aber irgendwo logisch ist), aber freitags waren mir die Vorlesungen zu wichtig, um sie ausfallen zu lassen. Nacharbeiten ist da sowieso schwierig, weil dort Dozenten dabei sind, die zwar ihre Folien online stellen, aber das war's dann auch. Die Mitschrift bekommen Anwesende, die das von der Tafel abschreiben, Vorlesungsaufzeichnungen gibt es nicht. Dieses Thema gibt vermutlich genug für einen eigenen Blogbeitrag her.
Doch dann kam irgendwann die vorlesungsfreie Zeit. Der Teil davon, der nicht für das Lernen für Klausuren drauf geht, ist tatsächlich so was wie frei. So kam es, dass ich zum ersten Mal wirklich Zeit für Fridays For Future hatte und sich für mich die Frage stellte, ob ich diese Veranstaltung mit meiner Anwesenheit unterstützen möchte. Dabei habe ich mir darüber Gedanken gemacht, was genau ich tun kann, anwesend sein ist klar. Aber so eine Demonstration lebt nicht nur von Anwesenden, es braucht auch Ordner.
Ordner sind quasi diejenigen, die ein bisschen darauf schauen, dass der Demozug grob zusammenbleibt und darauf hinweist, Straßen freizuhalten. Es kann auch sein, dass bestimmte Auflagen durchgesetzt werden sollen, beispielsweise ein Alkoholverbot. Es ist ein bisschen wie die Engel bei Chaosveranstaltungen wie dem Congress. Tatsächlich ist "engeln" auch ein schöneres Wort als "ordnern". Jedenfalls müssen diese Ordner volljährig sein. Ich kann mir vorstellen, dass viele Schüler das gerne tun würden, aber schlicht zu jung sind. Insofern sehe ich es gewissermaßen als meine Art der Hilfestellung an, eben so diese Bewegung zu unterstützen. Hätte es in meiner Schulzeit solche Demonstrationen gegeben, ich wäre froh über volljährige Menschen gewesen, die das übernehmen. Daher bin ich das vielleicht irgendwo meinem früheren Ich schuldig.

Ich habe mit der lokalen Fridays For Future-Gruppe kommuniziert und gefragt, ob ich als Ordnerin helfen kann und so kam ich dann heute vor der Demonstration zu einer kleinen Einweisung. Bedauerlicherweise war es ein wenig regnerisch, was aber offenbar die wenigsten Schüler davon abgehalten hat zu demonstrieren. Es ist übrigens sehr spannend zu sehen, wie sich solch eine Demonstration formiert und immer mehr junge Menschen mit eigenen Schildern kommen. Im Übrigen waren Schüler nicht die einzigen Anwesenden. Ein paar der lokalen Parents For Future-Gruppe waren auch da. Besonders cool fand ich auch einen Lehrer, der sich aus einem Gespräch mit einer weiteren Ordnerin und mir mit den Worten "Ich muss mal kurz dahinten zu meinen Schülern!" verabschiedete.
Ehrlich gesagt, ich finde es extrem schade, wenn Schulen sich gegen diese Proteste stellen. Schon klar, es gibt eine Schulpflicht, aber die Drohnung mit Verweisen für ein paar Fehlstunden? Bitte was? Es geht hier um junge Menschen, die politisch engagiert sind. Die Meisten würden das vermutlich auch in ihrer Freizeit tun. Oh, warte, das tun sie, in Hamburg sind aktuell Ferien und trotzdem wurde sich an dieser großen, globalen Demonstration beteiligt. Dass der Streik auf die Schulzeit fällt, ist, damit es auffällt. Und wenn ich mal ganz ehrlich nach meiner eigenen Bequemlichkeit gehe, dann klingt bis um eins in der warmen Schule sitzen besser als zwei Stunden lang im Nassen und Kalten rumzulaufen. Gut, mittlerweile habe ich die Wahl zwischen einer warmen Wohnung beziehungsweise einem warmen Bett und einer nass-kalten Demonstration. Aber in meiner Schulzeit gab es diese Wahl ja noch nicht einmal. Daher bin ich ganz froh, dass ich vor zwei Wochen gesehen habe, dass in der Kleinstadt, der saarländischen Provinz, Fridays For Future-Demonstrationen stattfinden. Ich habe mich richtig gefreut, als mir eine Freundin geschrieben hat, dass sie sich extra dafür frei genommen hat.
Aber zurück nach Regensburg: Ich habe vor Ort erfahren, dass wir eine lange Route vor uns haben, vier Kilometer, durch die Altstadt, aber auch über die Nibelungenbrücke. Auf dieser Brücke ist vergleichsweise viel Verkehr. Demnach hatten wir als Ordner relativ wenig auf dem Weg in der Altstadt zu tun, als es dann aber auf die Straße ging, war das etwas schwieriger, darauf zu achten, dass jeder auf der richtigen Seite geht und sich nicht irgendwie doof in den bald wieder geöffneten Verkehr begibt. Die Gegenfahrbahn wurde nämlich kurz darauf auch wieder geöffnet. Aber gerade dadurch, dass es zu solchen Beeinträchtigungen kommt, fällt die Demonstration auch auf. Der RVV hat deswegen auch Verspätungen und Ausfälle von 10 bis 15 Uhr angekündigt.

Generell war die Demonstration aber unglaublich friedlich und geradezu idealistisch. Das ist aber gerade für junge, politische Menschen irgendwo ganz normal. Ich werde mal schauen, dass es mich vielleicht noch ein paar Mal zu Fridays For Future verschlägt. Ein wenig muss ich mich im Rest der vorlesungsfreien Zeit ja zwischen Regensburg und der saarländischen Provinz aufteilen.

Mär 11, 2019

Meine eigene Verkehrswende: Vom Landei zum Stadtbewohner

Fahrverbote, neue Mobilitätskonzepte, leistungsstarke Elektroautos, Erhöhung der Bahnpreise, der Wunsch nach niedrigeren Bahnpreisen und teureren Flugreisen, insbesondere Inlandsflügen, ist immer mal wieder in aller Munde. Aus diesem Grund möchte ich darüber schreiben, wie ich persönlich das Thema Verkehr erlebt habe, je nach Lebenssituation. Ich behaupte von mir, ein Verständnis für die Menschen zu haben, die nicht auf ihr Auto verzichten können, sei es ein Diesel oder Benziner, und die, die nahezu alle weiteren Verkehrsmittel nutzen können.

Aufgewachsen bin ich im nördlichen Saarland in einem Dorf mit 600 Seelen. Es hört sich genauso weit ab vom Schuss an wie es ist. Der Busverkehr reicht, um zumindest morgens zur Schule hin zu kommen und mittags teilweise ohne größere Zeitverluste zurück. Freunde mit dem Bus besuchen fahren, ins nächstgrößere Dorf fahren? Funktioniert nicht. Von einer Bahn konnte ich damals nur träumen, der nächste Bahnhof lag noch weiter weg als meine Schule.
Ähnlich ist es natürlich auch für meine Eltern, die beiden haben einen Job. Für meine Mutter hätte es vielleicht noch eher funktionieren können, mit dem Bus zur Arbeitsstelle zu kommen, allerdings das wieder mit einem Zeitverlust. Mit der Verantwortung für ein Kind allerdings, zu dem man im Notfall schnell fahren und es beispielsweise zum Arzt bringen kann, ist das ein nicht wirklich akzeptabler Zeitverlust. Gerade in meiner Jugend, als ich noch monatlich mit deutlich schmerzhafter ausgeprägten Menstruationskrämpfen zu tun hatte, wäre ein "Dann fahre ich halt mit meiner Mutter mit dem Bus nach Hause" mit einem deutlichen Zeitaufwand verbunden gewesen. Sie hätte erstmal irgendwie zu mir kommen müssen und ich dann mit dem Bus nach Hause. Mit zwei Bussen, die je nach Unterrichtsende zu mir nach Hause überhaupt ohne Umsteigen durchgefahren sind, schwierig. Ein Auto ist somit eine unbedingte Notwendingkeit. Abgesehen davon, später in meiner Schulzeit, mit steigener Jahrgangsstufe, hatte ich auch immer öfter am Nachmittag Unterricht. Nach Hause mit dem Bus? Nur mit Umsteigen. Was dann auch mal gerne über eine Stunde gedauert hat für eine Strecke, die mit dem Auto in 15 bis 20 Minuten möglich ist. Mein Vater hat es übrigens noch schlimmer, zu seinem Arbeitsplatz und zurück käme er so gut wie gar nicht mit Auto. Außer, er würde den ganzen Tag mit dem ÖPNV durch die Gegend fahren und käme nur noch zum Schlafen nach Hause. Ausflüge am Wochenende mit der Familie, Verwandtschaft besuchen, einen größeren Einkauf machen? Unmöglich ohne Auto.
Wenn solch ein Auto sowieso da ist, ist es übrigens auch bequemer, damit in Urlaub zu fahren. Die Bahnpreise lohnen sich dabei einfach nicht mehr.

Mit 16 machte ich dann den Mofaführerschein, aber nicht, um ein Mofa zu fahren, sondern ein Auto, das höchstens 45 Kilometer pro Stunde fahren kann, ein sogenanntes Leichtkraftfahrzeug. Das entlastete meine Eltern von meiner Fahrbereitschaft und erlaubte mir, zumindest schon mal erste Erfahrungen mit etwas Fahrbarem zu machen. Lustigerweise hat mich das Fahren eines Mofas wie in der Prüfung keineswegs auf dieses Auto vorbereitet, welch Überraschung!
Aber noch zum Auto selbst, wir stellten uns natürlich die Frage nach der Antriebsart. Für die doch nicht so ewig lange Strecke kam theoretisch auch ein Elektroauto in Frage. Allerdings waren zu dem Zeitpunkt diese Autos in gebraucht, Elektroantrieb und bezahlbar so gut zu finden wie Einhörner, nämlich gar nicht. Ein solches, neues Elektroauto kostet gerne mal 10000 Euro, ein Betrag, den meine Eltern logischerweise nicht dafür ausgeben wolte, sodass es letztlich ein gebrauchter Diesel wurde. Ja, ich bin selbst (ehemalige) Dieselfahrerin, einfach, weil es irgendwo notwendig war.
Mein Vater fährt noch bis heute Diesel, sein Auto habe ich mir mal für ein Festival geliehen. Es ist ein Familienwagen, darin kann man gut schlafen, wenn man die Rücksitzbank ausbaut. Auf einer einfachen Strecke von 350 Kilometern Spritkosten von 15 Euro zu haben, weil Diesel und weil sparsam gefahren, ist schon geil.
Irgendwann wurde ich dann 17 (begleitendes Fahren) bzw. 18 und wechselte auf einen (gebrauchten) Benziner. Die einzige Bedingung an dieses Auto von mir war: Es fährt. Ich meine, für eine Fahranfängerin braucht es keinen Neuwagen und ein Elektroauto war für den Preis auch nicht drin. Zudem behaupte ich mal, dass ein entsprechend großer Akku für weite Strecken, die ich dann irgendwann auch gefahren bin, den preislichen Rahmen viel zu sehr gesprengt hätte.
Unter anderem durch Parteiengagment kamen dann weite Strecken. Eine der weiteren Fahrten war beispielsweise nach Konstanz oder Kassel, aber auch "nur" nach Saarbrücken war da dabei und irgendwie habe ich in der Zeit einige tausende Kilometer gesammelt.

Geendet hat diese Zeit des vielen Fahrens dann, als ich von zuhause ausgezogen bin. Raus aus dem Dorf, rein in die Stadt, womit übrigens die weiteste, regelmäßige Strecke, die ich aktuell zurücklege, zwischen Regensburg und dem Saarland ist. Da mache ich für die Hin- und Rückfahrt schon die tausend Kilometer voll. Natürlich könnte ich diese Strecke auch mit der Bahn oder mit dem Bus fahren. Das tue ich aber oftmals nicht, weil ich da schon Wochen im Voraus buchen muss. Von heute für die nächsten Wochen sieht es preislich für die Hinfahrt so aus:

Bahnguru für die Sparpreise der nächsten Wochen

Dabei muss ich aber meistens schon irgendwann gegen sechs Uhr losfahren. Will ich irgendwann zwischen neun Uhr morgens und sieben Uhr abends los, wird's düster.

Bahnguru für die Sparpreise der nächsten Wochen zu humaneren Abfahrtszeiten

Für die Rückfahrt sieht es sehr ähnlich aus und für diese Bahnpreise könnte ich vermutlich sämtliche Abschnitte der Autobahn, auf denen nicht gerade ein Tempolimit ist, mit Geschwindigkeiten um die 180 Kilometer pro Stunde fahren, wobei mein Auto übrigens kaum schneller fahren kann, ich würde vermutlich mit der Summe an Geld, die ich fürs Tanken bezahle, den Bahnpreis unterbieten. Mit dem Fernbus wäre die Fahrt eine weitere Katastrophe. Entweder, ich fahre nachts los, steige nachts um oder bin statt knappen zehn Stunden knappe vierzehn Stunden unterwegs. Abgesehen davon müssen meine Eltern mich von all diesen Standorten selbst mit dem Auto abholen, wir erinnern uns an die ÖPNV-Problematik in meiner Heimat. Immerhin wäre der Fernbus günstiger als die Bahn und das Tanken. Fahre ich die Strecke hingegen mit dem Auto, brauche ich so fünf bis sechs Stunden. Ich bin nicht die schnellste Fahrerin, mache ab und an auch längere Pausen und lasse mir vor allem Zeit. Abgesehen davon fühlt die A6 sich manchmal an wie eine einzige Baustelle. Jedenfalls bringt mir das den Vorteil, dass ich flexibel bin, wann genau ich losfahre. Und ich kann zudem fahren, wann ich möchte und muss nicht darauf achten, dass meine Eltern mich zum Bahnhof fahren können, um den Sparpreis nehmen zu können, weil sie ja auch arbeiten. Gemacht habe ich das übrigens nicht zum 35c3, weil mir die Strecke Regensburg-Saarland-Leipzig-Regensburg dann doch etwas zu krass war.
Aber ansonsten nutze ich mein Auto recht selten. Ich war vor kurzem zum ersten Mal für dieses Jahr tanken. Ich wohne in Regensburg und so oft ich über den RVV fluche, weil irgendwas einfach nur schlecht geplant ist, es ist besser und deutlich frequentierter als das, was ich gewohnt bin. Ich komme in Zeiten, die vollkommen okay sind, von mir zu anderen Orten. Autofahren wäre da einfach nur schlecht für meinen Blutdruck, weil Autofahen und Parkplatzsuche in einer Stadt doch schon anstrengender sind und ich eben nur bei mir in der Wohnung den Luxus eines Tiefgaragenstellplatzes habe. Abgesehen davon kann ich je nach Strecke auch einfach zu Fuß gehen. Mein Auto nutze ich also bei größeren Einkäufen, Mate-Kästen möchte ich ungern durch Busse schleppen, oder wenn mir die Busverbindung einfach zu schlecht ist und zu lange dauert oder wenn ich doch mal ein paar Meter weiter fahre wie nach Nürnberg, wenn ich die Sorge habe, abends keinen Zug zurück mehr zu erwischen. Allerdings ist das so selten, dass ich den Winter über die ziemliche Sorge hatte, dass meine Autobatterie das trotz wärmerer Tiefgarage nicht durchhält.

Meine Verkehrswende ist einher gegangen mit einem Umzug, einfach, weil ich jetzt vollkommen neue Möglichkeiten habe. Ich verstehe, warum manche Menschen immer noch ihren Diesel und ihren Benziner fahren: Weil sie auf dem Land schlicht keine andere Wahl haben. Das heißt nicht, dass man sich für 100000 Euro in Stuttgart einen Mercedes kaufen muss, wie ich letztens bei Maischberger einen Dieselfahrer fluchen hörte, und sich dann darüber aufregt, dass man sich kein Auto leisten kann, das kein Diesel ist und dass diese Fahrverbote sowieso das Böse sind. Gleichzeitig bemerke ich dadurch, wie viele Anreize ÖPNV eigentlich braucht. Ich glaube, wenn ich mein Busticket nochmal extra zahlen müsste, würde ich vielleicht sogar öfter Auto fahren. Dadurch, dass ich als Studentin ein Semesterticket habe und damit automatisch zahle, habe ich das Gefühl, dass sich das lohnt. Für knapp 200 Euro im Jahr den ÖPNV in und um Regensburg nutzen ist für mich schlicht und ergreifend lohnenswert, insbesondere, wenn ich mir überlege, dass meine Eltern Busticket zu Schulzeiten 55 Euro im Monat gezahlt haben.
Ich überlege auch seit einer Weile, beim Carsharing der Stadt mitzumachen. Das ist eine einmalige Anmeldung für 30 Euro und dann für mich als Studentin 1,50 Euro die Stunde, in der ich mir dann ein Elektroauto "ausleihe". Das wäre eine Option, mein Autofahren mit Benzin ein wenig sparsamer zu gestalten. Aber die Verkehrswende endet ja nicht hier. Politisch betrachtet ist noch einiges zu tun. ÖPNV hat in meinen Augen die Aufgabe, einen Anreiz zu bieten, eben nicht das Auto zu nutzen.

Mär 04, 2019

Der Unterschied zwischen Temperatur und Wärme

Zwei Begriffe, die im Alltag sehr gerne synonym verwendet werden, sind Temperatur und Wärme. Allerdings besteht zwischen diesen beiden Begriffen ein besonders für die physikalische Chemie und Thermodynamik relevanter Unterschied. Die Nutzung von Temperatur und Wärme als ähnlich oder gleich ist auf das subjektive Empfinden des Menschen von warm und kalt zurückzuführen. 100 °C werden von den meisten Menschen als heiß empfunden, -5 °C als kalt. Werden zwei unterschiedliche Stoffe mit dieser Temperatur verglichen, kann ihre Wärme aber durchaus eine unterschiedliche sein.

Aber eins nach dem anderen, zuerst sollte zumindest einer der Begriffe ein wenig genauer beleuchtet werden. Temperatur ist in meinen Augen etwas vergleichsweise Intutivies und Verständliches, weil es sich dabei um eine alltägliche Größe handelt. Temperaturen in °C begleiten uns mit jedem Blick auf den Wetterbericht. °F schließe ich an der Stelle mal bewusst aus.
Die SI-Einheit der Temperatur ist übrigens Kelvin (ohne °/Grad) mit absolutem Nullpunkt bei 0 K, umgerechnet etwa -273.15 °C. Der absolute Nullpunkt heißt absolut, weil die Temperatur nicht weiter sinken kann. Genau genommen ist der absolute Nullpunkt selbst nicht zu erreichen, es kann sich diesem aber angenähert werden. Ich schließe °F daher bewusst aus, weil Kelvin und Grad Celsius einfach ineinander umgerechnet werden können, Kelvin und Grad Fahrenheit hingegen nicht.
Aber zurück zum eigentlichen Temperaturbegriff: In Stoffen liegt auf atomarer Ebene die Ursache der Temperatur in der ungeordneten Bewegung der Teilchen. Atome sind immer in Bewegung. Nach bestimmten Vereinfachungen könnte in Gasen sogar die Temperatur als Maß der mittleren kinetischen Energie der Teilchen verwendet werden.
Kinetische Energie, was war das nochmal? Diese ist definiert nach \(E = \frac{1}{2} m v^2\) und hat als Faktoren die Masse der Teilchen und deren Geschwindigkeit. Geschwindigkeit, Bewegung der Teilchen, das hängt miteinander zusammen.
Die Messung von Temperatur ist vergleichweise einfach, je nachdem, wie genau es sein sollte. Mithilfe des Aggregatzustands von Wasser kann bestimmt werden, ob die Temperatur kleiner als 0 °C ist, zwischen 0 und 100 °C oder größer als 100 °C. Der Nullpunkt der Temperaturskala für °C ist nämlich durch den Gefrierpunkt des Wassers gewählt und festgelegt. Zugegeben, diese Art der Temperaturmessung ist vergleichsweise ungenau, genauere Thermometer funktionieren beispielsweise mit einer Änderung des Volumens durch Änderung der Temperatur.

Wenn der Begriff Temperatur so vieles einnimmt, was wir gerne auch im Alltag als Wärme verstehen, was ist dann eigentlich Wärme? Zugegeben, Wärme und Temperatur sind keine vollkommen unterschiedlichen Größen, die rein gar nichts miteinander zu tun haben. Das haben sie nämlich durchaus. Wärme ist eine Form von Energie, die die meisten Menschen schon mal erlebt haben. Je nachdem, wie stark der Prozessor des Endgeräts, auf dem das hier gerade gelesen wird, beansprucht wird, wird mehr oder weniger Wärmeenergie frei. In dem Moment können wir unter Umständen realisieren "Oh, das Endgerät wird warm", denn andere Energieformen werden in Wärme umgewandelt und tatsächlich hängt damit auch ein Temperaturunterschied zusammen. Das liegt darin, dass Wärme die Energieform ist, die zwischen Körpern mit unterschiedlicher Temperatur ausgetauscht wird. Der Prozessor erwärmt die Umgebung. Genau genommen wird Wärme vom Körper mit höherer Temperatur auf den mit niedrigerer Temperatur übetragen. Somit wird, wenn wir etwas kühlen, eigentlich nur der gekühlte Körper weniger warm.
Wie kann der Unterschied zwischen Temperatur und Wärme verdeutlicht werden? Werden auf zwei identischen Herdplatten Töpfe mit einer unterschiedlichen Menge an Wasser für eine identische Zeit erwärmt, so wird das Wasser mit dem kleineren Volumen eine höhere Temperatur aufweisen als das mit dem größeren Volumen. Die Wärme, die zugeführt wurde, ist gleich, die Temperatur aufgrund des Volumens unterschiedlich.
Im Übrigen ist Wärme keine Zustandsgröße, was bedeutet, dass es keinen definierten Wärmeinhalt eines Körpers gibt. Es ist eine Prozessgröße im Sinne des Wärmeflusses zwischen zwei Körpern, eine Form der Energieübertragung. Die Temperatur hingegen lässt sich als Zustandsgröße definieren, die mehr oder weniger einfach und genau gemessen werden kann.

Ein kurzer Blick auf die Einheiten von Temperatur (Grad Celsius, Kelvin oder irgendwas Komisches) und Wärme (Joule) hätte vermutlich auch für diesen Beitrag ausgereichet, um irgendwie zu begründen, dass Wärme und Temperatur nicht gleich sein können. Das wäre nur vermutlich weniger verständlich gewesen. Ich möchte allerdings trotzdem kurz nochmal auf das Kelvin als SI-Einheit eingehen, das ab 20. Mai 2019 auch eine Neudefinition erhalten wird. Über die sogenannte Boltzmann-Konstante wird das Kelvin in Abhängigkeit zu Sekunde, Meter und Kilogramm definiert und nicht mehr über den Tripelpunkt (der Punkt, an dem die Zustände fest, flüssig und gasförmig in einem Gleichgewicht zueinander liegen, also einfach gesagt alle gleichzeitig auftreten) des Wassers.

Feb 25, 2019

Woher kommen die Kalorien in Lebensmitteln?

Die meisten Lebensmittelverpackungen enthalten eine Aufschlüsslung der Nährwerte mit Anteilen an Kohlenhydraten, darunter Zucker, Fett, darunter gesättigte Fettsäuren, Eiweiß und Salz. Eine weitere Angabe ist der Brennwert, der in diesen Lebensmitteln steckt, ausgedrückt in Kilojoule oder Kilokalorien. Die einzelnen Anteile nach Masse aufgelistet scheinen schon ihren Sinn zu ergeben. Oftmals ist für die verschiedenen Nahrungsbestandteile folgende Auflistung für den Brennwert zu finden:

  • 1 g Eiweiß: 4,1 kcal/17 kJ
  • 1 g Kohlenhydrat: 4,1 kcal/17 kJ
  • 1 g Fett: 9,3 kcal/39 kJ

Auch diese Werte müssen irgendwie ihren Ursprung haben. Über die Messmethode möchte ich ein wenig erzählen, weil ich sie selbst schon in einem meiner Pratika durchgeführt habe. Im Praktikum im Bereich der physikalischen Chemie gab es einen Versuch zur Kalorimetrie, mit der die Verbrennungsenergie von bestimmten Stoffen gestellt werden kann.
Das heißt, dass nicht nur Nahrungsmittel, sondern sämtliche (festen) Stoffe können auf ihren Brennwert untersucht werden. Ein limitierender Faktor für die Wahl der Stoffe ist schlicht die Anorndung. Das Messgerät ist nämlich ein sogenanntes Bombenkalormimeter.

Der grobe Aufbau eines Kalorimeters besteht aus einer sogenannten Bombe als Ort, an den die Probe hinein gegeben wird, einem Wasserbad, um dort einen Temperaturanstieg und daraus folgenden eine Verbrennungsärme zu messen. Daneben ist es wichtig, dass das Kalorimeter adiabatisch ist, also nicht mit der Umgebung Wärme austauscht. Das Experiment wäre schließlich ziemlich fehlerbehaftet, wenn die Umgebung mit ihrer Wärme einen Einfluss hätte, schließlich soll ja eine Wärme gemessen werden. Wenn die äußere Umgebung des Labors einen Einfluss hätte, dann wären die Ergebnisse kaum nutzbar.
Das Wasserbad und das Behältnis mit der Probe stehen in einem Gleichgewicht bei einer Temperatur von 20-25 °C. Die Probe wird in einem Behältnis mit Baumwollfaden und 25 bar Sauerstoff vorbereitet, bevor sie gezündet wird.
Durch diese Zündung erfolgt eine Reaktion bis hin zu den Produkten CO\(_2\) und H\(_2\)O, also soweit wie möglich. Bevor allerdings Realproben vermessen werden, ist eine Kalibrierung notwendig. In meinem Fall handelt es sich Benzoesäure bei der Kalibriersubstanz. Benzoesäurepulver wird zu einer Tablette gepresst und hat eine bekannte Masse. Daraufhin wird eine Reaktion in Gang gesetzt und im zeitlichen Verlauf kann die Temperatur beobachtet werden.

Kalibrierung des Kalorimeters mit Benzoesäure

Es ist ein ziemlicher Temperaturanstieg zu sehen im Vergleich zur Starttemperatur und genau diese Temperatur ist wichtig, um die resultierende Verbrennungswärme zu berechnen. Zudem wird daraus eine sogenannte Kalorimeterkonstante berechnet, um im weiteren Verlauf die Realproben entsprechend berechnen zu können.

Für die Realprobe ist eine Nudel sowie eine Paraffintablette verwendet worden, etwa 1 g. Es ist gar nicht so einfach, ein Gramm einer Nudel abzuwiegen und das mit einem Baumwollfaden festzubinden. Grob gesagt ist das das Vorgehen, um den Brennwert zu ermitteln.

Aus dieser Methode der Ermittlung ergibt sich allerdings ein Problem. Eine vollständige Reaktion mit Sauerstoff ist nicht das, was im menschlichen Körper passiert. Es erfolgt im Körper zwar eine Oxidation, weil das sehr vereinfacht gesagt der menschliche Energiegewinnungsprozess ist, aber das Ergebnis ist nicht Kohlendioxid mit Wasser. Zudem enthalten bestimmte Lebensmittel mehr oder weniger große Mengen an Ballaststoffen, die natürlich im Experiment auch mit Sauerstoff reagieren. Es existiert der Begriff des physiologischen Brennwerts, der die geschätzten Teile abgezogen hat, die der menschliche Körper nicht verwerten kann. Allerdings sind auch die Angaben über die Energie in Form von Nahrung, die ein Mensch zu sich nehmen sollte, auch auf den Brennwert im Allgemeinen bezogen. Insofern ist der Aspekt der Schätzung, der im Bereich des physiologischen Brennwerts zum Tragen kommt, in diesem Sinne kaum relevant für die täglich notwendige Zufuhr von Nahrung.

Feb 20, 2019

Hallo gigantischer Atomhaufen: Von Avocado-Dips und sehr vielen Teilchen

Hallo, Wesen vor einem tendenziell Photonen ausspuckenden oder Luftmoleküle zu mechanischen Schwingungen anregenden Endgerät! Willkommen auf meinem Blog Guacamol und meinem ersten Beitrag. Ich bin Lea und habe bestimmt einen aussagekrätigen "Über mich"-Text geschrieben, sodass ich das an dieser Stelle nicht wiederholen muss.

Auf diesem Blog soll es unter anderem um das Thema Chemie gehen, was zugleich (noch) mein Studienfach ist. Ich möchte erzählen, warum Chemie cool ist, was ich tendenziell so in meinem Studienalltag gemacht habe und wie das ein oder andere beobachtete Phänomen zu erklären ist. Eventuell werde ich in die ein oder andere Richtung ausarten (Essen! Gin! Internet! Cyber! Politik!), insbesondere, was meine eigenen Zukunft betrifft.

Daher wird dieser erste Beitrag nicht nur eine kurzer "Hallo Welt"-Beitrag, sondern auch gleich ein Start mit dem ersten chemischeren Thema, der Namensfindung dieses Blogs, wobei es sich dabei um einen schönen Wortwitz mit "mol" handelt. Keine Sorge, ich erwarte keine fundierten Kenntnisse, die nur jemand hat, der selbst Chemie studiert. Ich werde versuchen, meine Erklärungen recht allgemein und damit verständlich zu halten. Anregungen nehme ich dabei immer gerne entgegen.
Der Name des Blogs weist schon auf einen Avocado-Dip hin, daher möchte ich an dieser Stelle mit einem Guacamole-Rezept starten.

  • 2 Avocados
  • 1 Zwiebel
  • 1 Tomate
  • 1 Knoblauchzehe
  • 3 Prisen Kochsalz (0.12 g, 0.002 mol)
  • 3 Prisen Pfeffer (0.12 g)
  • 3 Prisen Paprika-Gewürz (0.12 g)

All diese Zutaten bitte zusammenwerfen, durchmischen, gerne noch mit mehr Gewürzen rumspielen, fertig ist die Guacamole.

Was fällt auf und was hat das mit Chemie zu tun?
Die Mengenangaben beziehen sich, abgesehen von den Gewürzen, auf die Anzahl der jeweiligen Zutaten, was zugegeben ein recht ungenaues Maß ist. Es gibt kleine Cocktailtomaten und große Fleischtomaten, um ein Beispiel zu nennen. Ich habe es kaum spezifiziert. Eine genauere Einheit wäre etwa die Masse wie im Fall der Gewürze. Eine Prise entspricht etwa 0.04 g, also sind drei Prisen 0.12 g.
Für das Kochsalz, auch Natriumchlorid genannt, ist zudem noch eine weitere Angabe zu finden, nämlich 0.002 mol, grob. Die Einheit Gramm kann für die Masse verwendet werden, die Einheit Mol für die Stoffmenge.
Stoffmenge, Mol, das sind zwei Begriffe aus dem Chemie-Unterricht, mit denen viele nicht die besten Erfahrungen gemacht haben. Aber genau das ist es, worauf ich in dieser kleinen Erklärung hinaus möchte.

Ein Mol ist nichts anderes als Anzahl an Teilchen. So wie Avocados oder Zwiebeln gezählt werden können, können auch verschiedene Teilchen gezählt werden. Teilchen sind dabei zum Beispiel diese kleinen Bausteine Atome, die zwar weiter zerteilt werden können, die dann aber wesentliche Eigenschaften ändern.
Ein Mol ist demnach nichts als ein definierter Rahmen für die Anzahl an Teilchen. Allerdings sind in einem Mol unfassbar viele davon, nämlich \(6.022 \cdot 10^{23}\). Sich diese Zahl vorzustellen ist durchaus schwierig.
Aber warum ist solch eine große Zahl überhaupt sinnvoll oder nur irgendwie handlich? Die bisherige Definition eines Mols, die sich 2019 ändern wird, aber den Anwendungszweck ziemlich gut verdeutlicht, ist folgende:

The mole is the amount of substance of a system which contains as many elementary entities as there are atoms in 0.012 kilogram of carbon 12; its symbol is “mol”.

Dasselbe funktioniert mit weiteren atomaren Massen. Ein Mol des Wasserstoffisotops \(^1\)H sind also 0.001 Kilogramm oder ein Gramm.
Im Periodensystem der Elemente finden wir für jedes Elemente eine Masse, angegeben in der Einheit u, was die atomare Masseneinheit ist. Definiert ist 1 u als \(1.661 \cdot 10^{-27}\) kg, was aber nur ein kleiner Zahlenfakt am Rande ist. Tatsächlich stimmen die atomare Masse der Elemente und ihre Masse pro Stoffmenge ziemlich genau überein.
Damit wird das Mol deutlich handlicher und im chemischen Alltag greifbarer und nutzbarer. Die Stoffmenge in Mol kann nämlich auch bei Reaktionsgleichungen betrachtet werden.
2 H\(_2\) + O\(_2\) \(\rightarrow\) 2 H\(_2\)O
Hier reagieren zwei Mol von Wasserstoff, der als H\(_2\) auftritt, mit einem Mol Sauerstoff, zu zwei Mol Wasser. Aber warum werden hier nicht einfach Massen verwendet? Betrachtet man die jeweiligen Massen, ergeben sich deutlich unhandlichere Werte.

  • Wasserstoff (2 H\(_2\)): 2 mol \(\cdot (1.01 + 1.01)\) g = 4.04 g
  • Sauerstoff (O\(_2\)): 1 mol \( \cdot (16.00 + 16.00)\) g = 32.00 g
  • Wasser (2 H\(_2\)O): 2 mol \(\cdot (1.01 + 1.01 + 16.00)\) g = 36.04 g

Natürlich wird dabei die Masse erhalten, denn Masse aus dem Nichts durch eine Reaktion zu erzeugen widerspricht dem Energieerhaltungssatz. Dennoch, die Zahlen werden unhandlicher und hierbei handelt es sich erst einmal um eine einfache Reaktion. Insofern ist das Mol alleine schon beim Aufstellen von Reaktionsgleichungen äußerst relevant.

Um wieder auf die Ebene der Guacamole zurückzukommen, wir Chemiker nutzen das Mol als Einheit der Stoffmenge gewissermaßen, um Rezepte zu schreiben. Wenn wir von einem Mol sprechen, sprechen andere Menschen vermutlich von einer Anzahl der kleinsten, ganzen Portionsgröße (wie 1 Avocado). Natürlich könnte man dies auch in Gramm oder Kilogramm umrechnen, aber es ist deutlich einfacher, die Stoffmenge zu verwenden.

Feb 20, 2019

Who Am I? - Der obligatorische "Über mich"-Artikel

Hi,

du, werte lesende Person, hast vermutlich deinen Weg hierher gefunden, weil du wissen möchtest, wer ich eigentlich bin und was ich so tue. Ich bin Lea, Studentin, die es in einem Anflug von Humor amüsant fand, einen Blog namens Guacamol zu erstellen (Avogadro-Zahl, Avocado-Zahl, das sind bürgerliche Kategorien). Mein Studienfach ist aktuell (noch) die Chemie, ich bin fasziniert von Naturwissenschaften und der Welt um uns herum. Leider habe ich kein cooles Bild, wie ich auf einer Glaswand schreibe oder lustige, bunte Flüssigkeiten in dafür eigentlich ungeeigneten Glasgefäßen zusammenkippe.

Gleichzeitig versuche ich, irgendwas mit Hacken und Nerdtum zu tun. Ich habe Spaß an Experimenten, Dinge nicht so zu verwenden, wie sie gedacht sind, eine gewisse Computeraffinität auszuleben und dieses Leben eines Digital Natives zu leben. Mein Vater hat mir netterweise schon im Alter von vier Jahren einen Computer vor die Nase gestellt und meine Möglichkeiten waren damals etwas begrenzter, aber dennoch begleitet mich diese Thematik schon eine ganze Weile. Gewissermaßen möchte ich auch ein bisschen IT-Kompetenz in die Chemie bringen oder in Zukunft vielleicht auch ein wenig Chemie in die IT und diese beiden Bereich miteinander verbinden. Was das angeht, habe ich aber noch einen ziemlich weiten Weg vor mir, muss ich ehrlicherweise sagen. Insofern ist dieser Blog ein Teil meiner Reise und gewissermaßen eine Art Reisetagebuch, wohin ich mich auch bringen mag. Darüber, was ich mit diesem Blog tue, habe ich übrigens an anderer Stelle bereits etwas geschrieben. Das hier dient dazu, einen kurzen Einblick zu meiner Person zu erhalten. Fragen sind natürlich willkommen.