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Physik in der Kaffeetasse
Im Labor haben Emilie Dressaire und ihre Kollegen das Phänomen genauer untersucht. Dazu wurden rechteckige Glasbehälter mit einem Gemisch aus Wasser, Glyzerin und Seifenlauge gefüllt. Dann wurde ein konstanter Luftstrom mittels feiner Nadel der Flüssigkeit zugeführt und gleichförmige Bläschen mit einem Durchmesser von drei Millimeter an der Oberfläche erzeugt. Im Anschluss wurden die Behälter mit unterschiedlich dicken Schaumkronen geschwenkt und seitlich angestoßen, eine Hochgeschwindigkeitskamera zeichnete die Wellenbewegungen der Flüssigkeit auf. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass bereits fünf Schichten Schaumbläschen die Wellenhöhe im Glas auf ein Zehntel reduzieren.
Fünf Schichten Schaum funktionieren am Besten
Durch die Reibung der Bläschen an der Gefäßwand wird das Schwappen der Flüssigkeit gedämpft, so die Erklärung der Wisschenschaftler für dieses Phänomen. Wichtig ist, dass der Schaum auch wirklich den Gefäßrand berührt, da sonst keine Dämpfung eintritt. Die besten Ergebnisse erzielt man fünf Schichten Schaum.
Für ein Glas Bier gilt das Gleiche – hier verhindert die Schaumkrone ein Überschwappen des Getränks.
Auch beim Transport von gefährlichen Flüssigkeiten könnten die neuen Erkenntnisse hilfreich sein. Starke Schwappbewegungen können hier sehr riskant sein, weil sie zu hohem Druck auf die Wände des Transportbehältnisses oder auch des Tankers führen können, in der Folge kommt es zu Rissen.
Quellen:
Österreichischer Kaffee- und Tee-Verband
Apa/ DPA
Studie in “Physics of Fluids”: “Damping of liquid sloshing by foams”