Smashing Thermit

[zweitens]

Geht es nur mir so oder hat noch jemand den Inhalt des vorausgehenden Beitrags nicht verstanden?

Also, diese fertige Mischung kenne ich noch nicht aber mein Beruf ist es u.a. Das selbst zu mischen und zu Lehrzwecken zu zünden.
Da habe ich 75% Ausbeute erhalten.

Die große Menge kann mehr als nur ein Demoversuch sein. Das lässt sich in Form gießen oder als Heizquelle für einen sagen wir selbst gebauten/gedämmten) Brennofen verwenden (mehr theoretisch).

[aliquis]

O.k., wenn man Spass daran hat, hineingesetzte Tiegel aus der Schlacke wieder herauszubrechen...

Verwendest Du den Google Übersetzer zur Erstellung Deiner Beiträge? Das würde einiges erklären...

[zweitens]

Früher hatte ich ja den Eindruck, viele oder Jugendliche schreiben hier und daher ist der Umgang oft spooky oder...
naja.
Ich rede von Thermit mit Copyright R also von der großen Firma fertige Mischung und Google findet da ein PDF, indem der Blecheimer auf Füße gestellt wird und selbst der Tiegel ist. Ein Einmaltiegel. Da wird wohl innen noch was hitzebeständiges im Eimer sein.
Ich selbst hätte Grafittiegel und einen Quarztiegel aber wäre mir ev zu schade.
Sand dürfte schmelzen und als Form alleine ungeeignet.
Ich hatte auf kreative Ideen gehofft aber..
Der 120g Versuch hat neulich erstaunlich gut funktioniert (verpresst) und alles ist in einen keramischen Tiegel gelaufen.

Wo ist das Problem mit meinem Deutsch? Verstehe ich nicht.

[aliquis]

Naja, es sind/waren halt einige Flüchtigkeits-/Tippfehler und unvollständige Halbsätze drin, kann auch an der Wortvorschlagsfunktion des Smartphones gelegen haben. Der letzte Beitrag ist inzwischen aber verständlich.

Das Forum richtet sich primär an erwachsene Chemie-Begeisterte, Jugendliche gibt es hier nur wenige - wenngleich sie natürlich ebenfalls willkommen sind, solange sie ernsthaft an Experimentalchemie interessiert sind und sich an die Gepflogenheiten des Forums halten.
Auf gute Kommunikation sowie nachvollziehbare Darstellungsweise wird hier grundsätzlich viel Wert gelegt. Sachbezogene und konstruktive Kritik ist erlaubt und erwünscht. Hier und da etwas Humor darf ebenfalls sein - solange er nicht zu weit vom Thema wegführt.

Ich hatte Dich zunächst für einen neuen User gehalten, weil ich hier bislang noch keinen Beitrag von Dir gelesen hatte (zumindest nicht bewusst). Da habe ich mich aber ganz offensichtlich geirrt.

[zweitens]

Ja, sorry, Tippfehler kann sein plus Autokorrektur. (Smartphone)
Wenn ich wirklich Korrektur lese, finde ich immer zu viele Fehler noch aber da bin ich oft zu hektisch oder faul.
Bin den ganzen Tag Auto gefahren...

Ich war selten aktiv hier und zuletzt vor 2 Jahren oder länger? (edit: 5 Jahre)
Und das Forum war auch immermal Frageort für Aufgaben/Fragen aus der Schule von Schüler*innen, was ich auch ok finde.
Nur allgemein bei anderen Themen erzeugt das manchmal einen komischen Eindruck, so kindische Schreibart.

Ich hatte ev mal erwähnt, (v.a. Sartorius) Waagen zu verkaufen/justieren/reparieren und da habe ich noch viele zu Hause...
Da war ich jetzt, keine Ahnung, 5 Jahre lang nicht mehr im Waagenforum aktiv. Das gab's auch mal.

[aliquis]

Mittlerweile liest es sich flüssig.
Gelegentliche Tippfehler sind nicht so schlimm, passieren jedem mal. Solange es nicht sinnentstellend wird.
Faul und hektisch ist hier im Forum natürlich nicht so dolle. Dann lieber vorher noch eine Nacht drüber schlafen...
Ja, und grundsätzlich scheinen Social Media und KI die Schreibweise gerade bei jüngeren Usern deutlich zu beeinflussen - das habe ich auch hier im Forum schon mehrfach bemerkt.

Aber zurück zum Thema: ich könnte mir vorstellen, dass Deine Anfrage an dieser Stelle evtl. besser hinpasst: viewtopic.php?p=16796&hilit=Thermit+eisen#p16796
Der Smashing thermite ist dafür doch etwas zu speziell.
Vll. mag ja ein Moderator mal verschieben...

[lemmi]

Ich hatte ev mal erwähnt, (v.a. Sartorius) Waagen zu verkaufen/justieren/reparieren und da habe ich noch viele zu Hause

Aaah, jetzt weiß ich wieder wer du bist!

Ich würde mir keinen großen Kopp um den Thermit machen. Den kann man problemlos lagern und bei sich bietender Gelegenheit das staunende Publikum mit einer Demonstration beeindrucken.

N.B. den eigentlichen Thermitversuch haben wir glaube ich noch nicht in unserer Sammlung!

Da war die Schlacke noch magnetisch

Mmh, das muss nicht zwingend Eisen sein, Eisen(II/III)-oxid ist z.B. auch magnetisch.

[zweitens]

Es waren noch kleine Eisenkügelchen zu sehen an der Schlacke und auch einzelne lose. Rot war es nicht mehr, also guter Umsatz. Es war der Blumentopfversuch und nach einer Serkunde Pause ist noch etwas Eisen raus geflossen, schon daher gibt es eine geringfügige Trennung der Schmelztropfen.

Ich habe wohl genau diesen Blecheimer- Behälter mit kleinem Deckel oben, ähnlich einem Stopfen (zum Zünden) und der dient zugleich als Tiegel.
Der wiegt 21kg.
9kg habe ich lose im Plastikbeutel extra.
Das mit den Stahlkugel habe ich auf Youtube gesehen und werde ich auch mal versuchen, ist spannend. Bisher habe ich damit Löcher in Papier gebrannt. Es hieß, es geht nicht mit nicht gehärtetem Stahl weil die Schallwelle da nicht mit Überschallgeschwindigkeit läuft. Papier wird also von Luftmolekülen wie mit einem Gewehr durchschossen und verbrennt dabei. Oder ist es doch direkte Reibungswärme? Ich bin unsicher. Die 40mm Kugeln bleiben natürlich praktisch kalt, null Erwärmung aber die Energie ist doch erheblich, die umgesetzt wird. Und das punktuell auf einer sehr kleinen Kontaktfläche, was auch die Erklärung sein kann. Null plastische (dauerhafte) Verformung heißt, winzige Kontaktfläche, die sehr heiß wird). Nur Reibungswärme bedeutet aber, es geht auch mit nicht gehärteten Kugeln. (Ich habe 15kg 30 und 40mm Kugellagerkugeln).

PS das Waagenhobby liegt aus Zeitmangel brach seit ein paar Jahren aber ich habe eine Mettler AT20 gekauft, also elektronisch bis 20g mit einer Auflösung von 2ųg.(Mikrogramm). Glaskasten fährt mit Motorantrieb nach hinten auf. Eine schöne kleine 60g Waage mit 1mg Auflösung von Sartorius kam auch dazu..
Habe inzwischen ca.6 Mikrowaagen. (ųg bzw sogar 0,1ųg).

[Glaskocher]

Diese Blecheimer dienen sowohl als Transportgefäß, wie auch als "Schmelzverschluß" für den Inhalt, bevor er "reif" für den Abstich ist. Ich vermute in der Mischung einen Zusatz von Eisengranulat, der die Ausbeute an Flüssigmetall optimiert und eventuell Legierungezuschläge mitbringt. Ich vermute, daß der "Blumentopf" im Inneren noch durch eine Isoliermasse im Blecheimer zentriert wird und ein weiteres Stück Blech dort liegen hat, wo das Loch ist. Das soll dann das vorzeitige Herausrieseln des Ansatzes verhindern.

Was Du da zur Schallgeschwindigkeit schreibst kann ich nicht ganz nachvollziehen. Schall breitet sich immer mit Schallgeschwindigkeit* aus. *= Die Schallgeschwindigkeit ist werkstoffabhängig und wird durch Druck und Temperatur beeinflußt. Je steifer das Material, desto höher die Schallgeschwindigkeit. Je leichter kompressibel das Medium ist (Gase), desto geringer wird sie.

Beim Aufprall der Kugeln aufeinander interessiert nur der (kleine) Kontaktbereich, in dem sich beide Kugeln bei größter Annäherung berühren. Je härter der Stahl, desto kleiner die Fläche, weil die elastische und plastische Verformung diese Fläche sich weniger vergrößern lassen, als bei weicheren Materialien. Die Schallgeschwindigkeit (Longitudalwellen) sollte in beiden Fällen (beides Stähle) kaum unterschiedlich sein, vermute ich. Es komt hier nicht nur auf 1/2m, sondern auch auf V² an, ob es funkt oder nicht. Es muß ausreichend Bewegungsenergie auf kleiner Fläche konzentriert werden. Eine schnelle Gewehrkugel erzeugt auch Funken beim Aufprall auf eine Eisenplatte...

[zweitens]

Ich meine, im Vergleich zur Luftschallgeschwindigkeit. Im Stahl läuft die Stoßwelle schneller (dichteres Medium), reflektiert 40mm weiter von der Rückwand der Kugel und läuft wieder zur Berührungsstelle der Kugeln. Jetzt wird die Kugel dort minimal oval, wie die Spitze von einem Ei. Die Luftmoleküle dort werden mit Überschallgeschwindigkeit beschleunigt und fliegen Richtung Papier, was zwischen den Kugeln ist.
Beim Aufprall zuvor sind die Kugeln ja minimal zusammengedrückt worden, also sie wurden leicht oval/flacher an der Kontaktfläche. Dieser neue Raum wurde inzwischen mit Luftmoleküken gefüllt bzw. Luft ist ja immer da.

PS ich bin inzwischen Lehrer für Naturwissenschaften...

[aliquis]

PS ich bin inzwischen Lehrer für Naturwissenschaften...

Dann solltest Du mit steilen Theorien doppelt zurückhaltend sein.

Die Redox-Reaktion zwischen Eisenoxid und Aluminium benötigt eine hohe Aktivierungsenergie (das macht Thermitmischung so lagerungssicher), ist dann aber stark exotherm. Wo geschmolzenes oder glühendes Eisen vorliegt, wird Papier im Kontaktbereich problemlos verkohlt - auch wenn die Bedingungen hier nur punktuell und für Sekundenbruchteile gegeben sind. Mit einem Durchschuss analog eines Projektils hat das wenig zu tun...
Herumfliegende Eisenfunken sind auch in der Lage, kleine Brandlöcher in Kleidung zu schmoren: wer schon mal einen imposanten Funkenwirbel mit glühender grober Stahlwolle erzeugt hat, die man an einer langer Schnur (am besten mit einer Drahtkugel am Ende, in die man die Stahlwolle füllt) um sich herumgewirbelt hat (man kann tolle Langzeitbelichtungsaufnahmen im Dunkeln davon machen), der kann vll. ein Lied davon singen (unbedingt alte Kleidung samt Kopfbedeckung, Lederhandschuhe und eine Schutzbrille/einen Gesichtsschild dabei tragen).
Beim Smashing thermite hätte ich hingegen Sorge, versehentlich die Fingerkuppen zwischen die Kugeln zu kriegen (vor allem im Dunkeln)...

[mgritsch]

Es hieß, es geht nicht mit nicht gehärtetem Stahl weil die Schallwelle da nicht mit Überschallgeschwindigkeit läuft. Papier wird also von Luftmolekülen wie mit einem Gewehr durchschossen und verbrennt dabei. Oder ist es doch direkte Reibungswärme? Ich bin unsicher.

Ganz so funktioniert das nicht.
Gasmoleküle wie O2 oder N2 haben bei Raumtemperatur um die 400-500 m/s bei freien Weglängen von um die 70 nm (siehe zB https://www.spektrum.de/lexikon/chemie/ ... eorie/4892)
Die Gasmoleküle haben also einerseits schon Überschallgeschwindigkeit (für die Luft), andererseits kommen sie definitiv nicht weit genug um gar ein Papier zu durchschlagen wie du dir das vorstellst.

Stahl oder (weiches) Eisen macht genau den Unterschied der Verformbarkeit und somit der Fläche auf die sich die freiwerdende (kinetische) Energie verteilt und wie weit sich diese dann mit der vorhandenen Energiememge lokal erwärmen kann (Wärmekapazität).

Elastizität spielt sonst keine Rolle (auch bei plastischer Deformation wird Wärme frei), insbesondere nicht die Schallgeschwindigkeit in irgendeinem Medium oder gar reflektierte Wellen (die sich sehr schnell in alle Richtungen verlaufen und nicht lokal einen „Hügel“ verursachen).

Am Ende wird einfach die kinetische Energie in Wärme umgesetzt, so wie alles den Weg allen thermodynamischen geht, immer in Richtung „ungeordneterer“ Energie. Reibung speziell braucht es dafür nicht. Was eventuell auch eine Rolle spielt, ist die adiabatische Kompression der an der Aufprallstelle zwischen den Flächen eingeschlossenen Luft. Papier hilft sicher etwas dabei sie einzusperren. Wie heiß komprimierte Luft werden kann wissen wir spätestens seit Herrn Diesel Gibt’s mit etwas Nitrozellulose im Glaszylinder auch als beliebten Demonstrationsversuch.

[zweitens]

Mit mehr Lust und Zeit kann ich die "steile" Theorie erklären. Aber da liegt das Problem. Daher nur ein Ansatz:
Die Theorie ist aus einem Erklärvideo.
(Ich beziehe meine eigenen Erfahrungen alle auf den Versuch, Löcher in Papier, nicht Thermit.)

1. Die Löcher im Papier sind mit 40mm Kugeln über 5mm groß wobei die Berührungsfläche deutlich kleiner ist. Nur mit Reibungswärme erklärt, kann das überhaupt nicht sein, denn gefühlt bleiben die Kugeln ja kalt, also 1mm entfernt kann nichts mehr passieren.
2. Das Video behauptet es braucht zwingend gehärtetem Stahl wegen der Geschwindigkeit der Stroßwelle. Wie ist eure Erklärung dazu?
Ich habe auch ungehärtrte allerdings rostigen und nicht perfekt runde Kugeln und werde das testen.
einzige sonstige Erklärung wäre: bei ungehärtet geht die Energie in mehr Volumen, also mehrere mm³ sind beteiligt und daher wird die Temperatur nicht erreicht.
Ich hatte auch die Theorie der mehrere Berührungen der Kugeln, die man nicht spürt aber wegen der in der hin und her laufenden Welle möglich wäre.
Unter Physiklehrern hatte sich aber dann eher die Theorie mit der Überschallgeschwindigkeit einiger Luftmoleküle durchgesetzt.

Ja, nur Thermit betrachtet erklärt Reibungswärme das gut, aber erklärt mir doch bitte, warum gleich schwere aber ungehärtete Kugeln mit Papier nicht gehen sollen.

[mgritsch]

Gehärtete Stahlkugel:
Die Kugeln berühren sich auf einer minimalen Fläche, vielleicht 1 mm2 und fliegen aufgrund des elastischen Stoßes sehr schnell wieder auseinander = keine Zeit viel durch Wärmeleitung abzuführen. Die Energiemenge wird übertragen und führt zur Entzündung des Papiers das noch ein kleines Stück weiter brennen kann.

Nicht gehärtete Kugeln: aufgrund plastischer Verformung ist die Berührugsfläche etwas größer (2 mm2? 3 mm2?) und die Dauer der Berührung länger. Damit fällt die gleiche Wärmemenge auf größere Fläche verteilt an (muss ein größeres Volumen erwärmen) und kann aufgrund der guten Wärmeleitung des Eisens und längeren Berührungsdauer auch mehr davon abgeführt werden = geringere lokale Erwärmung = es kommt zu keiner Entzündung des Papiers.

Dass man makroskopisch keine Erwärmung fühlt ist kein Wunder. Berechne die kinetische Energie von 2 40 mm Kugeln mit zB 10 m/s. Wie viel würden die sich erwärmen wenn alle Energie in einem Stoß abgegeben würde?