Ob der gegen das Gesetz verstoßen hat, wissen die Kommissare nicht. Aber ein Bericht des Polizeiarztes zeigt, dass der Frauenmörder bei Anna seine eigenen Gesetze verletzt hat. Denn die Misshandlungen passen nicht zu den anderen beiden Opfer. Für die Tatort-Kommissare macht dieser Bericht alles nur noch verwirrender – aber aus Sicht der Wissenschaft ist er ein Beispiel für ein sehr schönes, simples und nützliches Gesetz: das von James Prescott Joule.
Vorhin habe ich schon den elektrischen Widerstand erwähnt. Der sorgt dafür, dass die elektrischen Ladungsträger nicht so einfach durch einen Leiter flutschen können. Aber wenn sie auf ihrem Weg behindert und gebremst werden, dann muss die Energie irgendwo hin (Die Energieerhaltung war ja das Thema der letzten Tatort-Folge). Sie wird in Wärme umgewandelt und das ist der Grund, warum alle elektronischen Geräte (mehr oder weniger) heiß werden. Wie groß die Wärmemenge (“Q”) ist, die freigesetzt wird hängt vom elektrischen Widerstand (“R”) und der Stromstärke (“I”) ab und wird durch “Joules erstes Gesetz” beschrieben. Die Wärmemenge ist proportional zum Produkt aus Widerstand und dem Quadrat der Stromstärke:
Oft ist es nervig wenn die Geräte heiß werden. Sie brauchen dann eine spezielle Lüftung die wieder extra Strom benötigt. Oder – wie es bei den alten Glühbirnen der Fall war – sie sind äußerst ineffizent weil nur ein kleiner Teil des Stroms für den eigentlichen Zweck verwendet und der Rest in Wärme umgewandelt wird. Manchmal will man aber auch, dass ein Gerät heiß wird, wenn man es einschaltet. Lötkolben, Tauchsieder oder Wäschetrockner haben in ihrem Inneren alle sogenannte Heizwiderstände eingebaut die Joules Gesetz folgend Wärme erzeugen. Und auch Kopiergeräte und Laserdrucker nutzen dieses Gesetz um mit einem Heizwiderstand den Toner am Papier fixieren zu können.
Papiere, auf denen dann zum Beispiel der Bericht eines Pathologen an Kriminalkommissare weitergeleitet wird…
James Joule brauchte keine elektrische Heizung; er hatte seinen Bart!
In Erfurt werden die Dinge auf jeden Fall vorerst nicht einfacher. Praktikatin Johanna trifft in der Uni-Bibliothek auf Lisa, die Mitbewohnerin von Anna. Die scheint irgendwie nervös zu sein, will aber nix erzählen. Sie streitet sich lieber mit Michael, ihrem Freund. Und “Steini”, der Friendbase-Freund randaliert in seiner Wohnung weil ihm die Tabletten die er wegen des Prüfungsstress einschmeisst ein wenig irre gemacht haben. Tabletten, die er von Michael bekommen hat…
Und der hat sie vom Arzt, der Annas Kunde war! Die Kommissare schnappen sich Arzt und Michael und im Verhör zeigt sich das 1) Anna ein Verhältnis mit Michael hatte und 2) den Arzt erpresst hatte um so an die Tabletten zu kommen. Und während die Kommissare noch darüber rätseln wer der Mörder sein könnte sorgt ein drittes Naturgesetz dafür, dass der Fall auf ganz überraschende Weise gelöst wird: Praktikantin Johanna bekommt einen Anruf von Lisa – und dafür braucht es Faraday!
Bei den bis jetzt erwähnten Naturgesetzen habe ich immer nur von “den Ladungsträgern” gesprochen, die je nach Spannung, Stromstärke und Widerstand mal leichter und mal schwerer durch die Gegend sausen. Aber diese Ladungsträger sind natürlich reale Objekte. Es sind meistens Elektronen, die die Ladungen transportieren. Es können aber auch Ionen sein, also beliebige Atome, die ein paar Elektronen zu viel oder zu wenig in ihren Hüllen haben und deswegen elektrisch geladen sind. Wenn diese Teilchen durch die Gegend sausen, dann hat das natürlich Folgen. Nicht nur gibt es Strom und elektrische Felder. Die Ladungsträger müssen von irgendwo her kommen und je mehr von dort kommen, desto weniger sind danach dort vorhanden. Das klingt logisch; es war aber trotzdem nicht so einfach diese Gesetzmäßigkeit mathematisch und physikalisch exakt zu formulieren. Gelungen ist es dem großen Experimentalphysiker Michael Faraday im Jahr 1834. Da stellte er die beiden Gesetze auf, die heute seinen Namen tragen. Die beiden Faradayschen Gesetze beschreiben, wie sich die Stoffmenge verändert, wenn Strom zwischen einer positiv und einer negativ geladenen Elektrode fließt:
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