Kürzlich bin ich auf ein YouTube-Video von Veritasium gestoßen, das die Leitfähigkeit von Feuer beschreibt. Meine Frage ist: Wie genau leitet Feuer Strom? Ich bin ein Gymnasiast; daher wird eine angemessene Sprache erwartet.
Dieses Video zeigt, wie eine Kerzenflamme eine Hochspannung (10.000 Volt) leitet. Obwohl die Ionendichte in einer Kerzenflamme gering ist, sind sie ausreichend vorhanden, um Elektrizität zu leiten.
Feuer ist ein Plasma und Plasmen leiten Elektrizität. Denn in einem Plasma sind ein wichtiger Teil der Atome Ionen. Das bedeutet, dass sich auf dem Plasma freie Ladungen befinden, die sich bewegen, wenn eine Spannung an das Plasma angelegt wird, wodurch ein Strom entsteht.
Es leitet Elektrizität im Grunde genauso wie Salzwasser: Beide enthalten eine gewisse Konzentration geladener Teilchen, die sich frei bewegen können.
Wasser enthält einige Konzentrationen an Ionen und Protonen (H Protonen). Bei einer Spannungsdifferenz bewegen sich die Ionen entsprechend ihrer Ladung.
Das heiße Gas der Flamme enthält positiv geladene Ionen und Elektronen, die sich genauso bewegen wie die Ionen im Wasser. Der Grund dafür, dass es Ionen gibt, ist, dass die Hitze des Gases so groß ist, dass einige der Elektronen sich von der Anziehungskraft ihrer Atome befreien können.
Bei den (relativ) niedrigen Temperaturen einer Kerzenflamme sind nicht viele Elektronen frei, aber bei ausreichend hoher Spannung bekommt man einen guten Strom. Bei viel höheren Temperaturen gibt es so viele freie Elektronen und positive Ionen, dass Physiker sagen, dass sich die Materie in einem 4. Zustand befindet: Plasma. Plasma findet sich in Sternen, Sonnenwind, Spaltreaktoren.
Tatsächlich leitet das Feuer keinen Strom, es ionisiert einfach die Luft um es herum und die freien Elektronen erzeugen einen leitenden Pfad über den Spalt
Liberia
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