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Frohe Ostern: Das Eierkocher-Paradoxon

Von / 5. April 2015 / 15 Kommentare
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Von 1. bis 20. April bin ich auf Reisen, halte Vorträge in der Pfalz und in Baden-Württemberg und mache auch ein wenig Urlaub. Für die Zeit meiner Abwesenheit habe ich eine Artikelserie über wissenschaftliche Paradoxien vorbereitet. Links zu allen Artikeln der Serie findet ihr hier.
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Frohe Ostern. Und nachdem es gestern in der Serie über Paradoxien ja mit dem Allmachtsparadoxon schon ausreichend religiös und philosophisch war, geht es heute bodenständig und kulinarisch weiter. Ostern isst man Eier. Und Eier muss man kochen. Also man muss nicht. Aber wer mag schon rohe Eier? Und wenn man sie kocht, dann nimmt man dazu am besten einen Eierkocher. Das spart Wasser und Energie und man bekommt die Eier damit immer schön auf den gewünschten Punkt gekocht. Aber bei genauerer Betrachtung sind die Dinger schon ein wenig paradox…

Hmm. Wie viel Wasser nehme ich denn jetzt?

Hmm. Wie viel Wasser nehme ich denn jetzt?

Das Wasser wird im Kocher erhitzt und verdampft. Es kondensiert an den Eierschalen, überträgt dadurch die Wärme, wird erneut erhitzt und verdampft – und so weiter. Bis die Eier fertig gekocht sind. So weit, so klar. Aber warum muss man weniger Wasser in den Kocher füllen, wenn man mehr Eier kochen will?

Tja. Eine gute Frage. Aber im Gegensatz zu den hoch-philosophischen Paradoxien eine mit einer konkreten physikalischen Antwort. Man muss auf die Oberfläche achten: Je größer die Oberfläche ist, auf die der Wasserdampf im Kocher treffen kann, desto mehr Wasser kondensiert und desto mehr fließt wieder zurück um erneut verdampft zu werden. Der Kocher ist außerdem kein geschlossenes System und Dampf kann daraus entweichen. Hat man also nur ein Ei im Kocher, ist die Oberfläche klein. Es kondensiert wenig Wasser und viel Dampf entweicht. Kocht man viele Eier auf einmal, dann ist die gesamte Oberfläche größer, es kondensiert viel Wasser und fließt zurück und der Verlust durch den Dampf wird geringer. Damit immer genug Wasser zum Kochen vorhanden ist, muss man also bei wenigen Eiern vorab mehr einfüllen als beim Kochen vieler Eier.

Und nachdem wir diese Paradoxie schnell und schmerzlos aufgelöst habe, wünsche ich euch guten Appetit beim Verzehr eurer Eier und einen schönen Ostersonntag! Ich muss leider noch ein bisschen arbeiten und sitze heute nicht beim Osterfrühstück sondern im Studio des Saarländischen Rundfunks, wo ich zwischen 11 und 12 Uhr live auf SR2 “Fragen an den Autor” beantworten werde. Wenn ihr Lust habt, könnt ihr mir gerne auch welche stellen. Und ich hoffe, es bleiben noch ein paar Ostereier übrig, wenn ich nach Hause komme…

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Kommentare (15)

  1. #1 haarigertroll
    5. April 2015

    Liegt das wirklich an der Oberfläche? Ich dachte immer, das läge an der gesamten Wärmekapazität des Systems. Also mehr Eier nehmen mehr Wärme auf, es bleibt weniger Energie zum Verdampfen des Wassers…

  2. #2 Rough
    5. April 2015

    Brauche ich bei unendlich vielen Eiern also kein Wasser?

  3. #3 Jack68
    5. April 2015

    @Rough
    Doch, aber nur unendlich wenig Wasser. 😉

  4. #4 Kyllyeti
    5. April 2015

    Aber wer mag schon rohe Eier?

    Mal wieder so’n typischer Fall von Anthropozentrismus. Über 99% aller Vögel bevorzugen rohe Eier und haben damit immer gute Erfahrungen gemacht (und das schon über Millionen von Jahren).

  5. #5 Iris
    5. April 2015

    Ich dachte immer, es liegt am Volumen der Eier. Je mehr Eier, desto kleiner der Raum drumherum, der mit Wasserdampf gefüllt werden muss.

  6. #6 Spritkopf
    5. April 2015

    @Kyllyeti

    Mal wieder so’n typischer Fall von Anthropozentrismus. Über 99% aller Vögel bevorzugen rohe Eier und haben damit immer gute Erfahrungen gemacht (und das schon über Millionen von Jahren).

    Was vielleicht auch daran liegen mag, dass Eierkocherverkäufer keinerlei werbliche Anstrengungen unternehmen, um sich Vögel als Kundengruppe zu erschließen.

  7. #7 Kyllyeti
    5. April 2015

    @Spritkopf

    Ich denke, eine energiesparende Version des EK mit höchstens 38° Innentemperatur könnte bei denen ein Renner werden, gerade jetzt im Frühjahr …

  8. #8 rolak
    5. April 2015

    energiesparende Version

    Das wäre dann wohl ein Pinsel und mattschwarze, lebensmittel-echte Farbe, ne, Kyllyeti? In die Frühlingssonne stellen und warten.

    Welcher Grad auch immer den bisherigen Paradoxa zugeordnet werden kann — spätestens jetzt dürfte der Level ‘vermeintliches Paradoxon’ erreicht sein.

    zwischen 11 und 12 Uhr

    Na dann kann jetzt ja schon mit gutem Gewissen frohe Feiertage gewünscht werden.

  9. #9 Kyllyeti
    5. April 2015

    Irgendwie, rolak, fühle ich mich missverstanden.
    Als alter Freund der gefiederten Welt dachte ich bei all dem mehr an das hier als an diese seltsamen menschlichen Festtagsbräuche.

  10. #10 Spritkopf
    5. April 2015

    @Kyllyeti

    Als alter Freund der gefiederten Welt dachte ich bei all dem mehr an das hier als an diese seltsamen menschlichen Festtagsbräuche.

    Wobei es diese Festtagsbräuche auch unter Vögeln gibt. Wie etwa bei diesem erfolglosen Versuch eines Eierdiebstahls.

  11. #11 rolak
    5. April 2015

    fühle ich mich missverstanden

    Isitso? Sei beruhigt, Kyllyeti: nein. Doch die externe Regelung (Elternteil stellt sich ggfs in die Sonne, setzt sich ggfs aufs Ei) hätte die Beschreibung imho unnötig kompliziert… Und elektrisch ging ja nicht, da die GewerbeOrdnung der elektrischen Zunft leicht entflammbare Gebäude striktestens von ihrem Tätigkeitsfeld ausgrenzt.

  12. #12 Kyllyeti
    5. April 2015

    @Spritkopf
    Ich wage mir kaum vorzustellen, was alles unter uns los wäre, wenn wir Menschen eine eierlegende Spezies wären (und keine Säugetiere).
    Die Evolution kann manchmal sehr gnädig sein. 😉

  13. #13 noch'n Flo
    Schoggiland
    5. April 2015

    Wow, genau diese Frage habe ich mir schon vor mehr als 35 Jahren gestellt – und nach so langer Zeit endlich eine Antwort bekommen. Danke, Florian!

  14. #14 Stefan Wagner
    https://demystifikation.wordpress.com/2015/04/06/ein-bild-fur-die-gotter/
    7. April 2015

    Ich hätte auch etwas ähnliches wie Iris vermutet, aber es ist wohl gar nicht so weit von FFs Erklärung weg – nur eine andere Perspektive.

    Und zwar der Raum, den zusätzliche Eier einnehmen, muss man bei deren Abwesenheit mit Wasserdampf füllen, also braucht man mehr Wasser.

    Man könnte dann auf die Idee kommen, und Styropor-Eierproxys einsetzen, wenn man weniger als die Maximalzahl Eier hat und noch weitergehend könnte man die Kammer so gestalten, dass nur ein minimaler Raum um die Eier herum frei ist, was aber wegen unterschiedlicher Eiergrößen auch nicht trivial ist, und dann hat man eine größere Oberfläche des Deckels was wieder mehr Energie beim Reinigen erfordert.

    Den Aspekt des Kondensierens hatte ich jedenfalls nicht bedacht, und der ist absolut einleuchtend – der Wasserdampf ist nur minimal über 100° und verliert Energie an die Eier – also muss er kondensieren. Und beobachten lässt sich das Kondensieren auch gut.

    Eine nur entfernt verwandte Frage habe ich mir zu Kühlschränken gestellt. Wenn der Kühlschrank fast leer ist, dann wird v.a. Luft darin gekühlt. Beim Öffnen des Kühlschranks kann diese zum großen Teil aus dem Gerät rausfallen – man sieht es leider nicht, weil sie farblos ist. Dazu kommt, dass das Öffnen der Tür Turbulenzen bewirkt, die die kalte Luft zw. den Gütern auch rausbefördert.

    Schließt man die Tür, dann muss die eingeströmte, warme Luft wieder abgekühlt werden.

    Beim kurzen Öffnen wird aber ein rappelvoller Kühlschrank kaum kalte Luft verlieren. Die kalte Butter fliegt auch nicht raus. Schließt man den Kühlschrank wieder muss nur wenig Luft gekühlt werden. Die Produkte haben aber in der Zeit kaum Temperatur verloren.

    Die Frage wäre nun, ob man nicht für jede Lücke im Kühlschrank eine leere Flasche oder verschlossene Box in den Kühlschrank stellen soll, die zwar einmalig mehr Energie benötigen um gekühlt zu werden, aber beim häufigen Öffnen die Kälte im Schrank besser bewahren. Oder ob man nicht die Konstruktion so ändern sollte, dass man etwa die Tür, wo oft nach kalten Getränken gegriffen wird, vom Restraum mit einer weiteren, dünnen Wand trennt, die nur die spontane Luftentweichung verhindert. Die restlichen Fächer sollten evtl. separat zu öffnen sein. Könnte man experimentell bestimmen und auf Kosten umrechnen, abhängig vom kwh-Preis.

  15. #15 PDP10
    7. April 2015

    @Stafan Wagner:

    “Man könnte dann auf die Idee kommen, und Styropor-Eierproxys einsetzen, wenn man weniger als die Maximalzahl Eier hat “

    Das erscheint mir keine gute Idee zu sein. Dann würde ja jede Menge der Kondensationswärme an die “Dummies” abgegeben. Du willst aber, dass die die Eier heiss macht. Am Ende bräuchte man eventuell sogar noch mehr Wasser …

    “Die Frage wäre nun, ob man nicht für jede Lücke im Kühlschrank eine leere Flasche oder verschlossene Box in den Kühlschrank stellen soll, die zwar einmalig mehr Energie benötigen um gekühlt zu werden, aber beim häufigen Öffnen die Kälte im Schrank besser bewahren.”

    Ganz schlechte Idee.

    Luft hat zwar eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit bzw. -kapazität.

    Aber es gibt ja auch noch sowas wie Konvektion (der Hauptwärmeleitmechanismus in Gasen).
    Die sorgt dafür, dass die Wärmeenergie von dem Krams den du in den Kühlschrank stellst, recht schnell abtransportiert wird. Und dafür, dass die warme Luft die von Aussen beim Öffnen der Tür in den Kühlschrank strömt relativ schnell wieder kalt wird – an den kalten Wänden nämlich (wobei es natürlich von Vorteil ist, die Kühlschrank-Tür nicht allzu oft auf zu machen – das steht ausser Frage …).

    Deshalb soll man den Kühlschrank übrigens auch nicht zu voll machen.

    Man könnte natürlich jetzt kalte Sachen in den Kühlschrank packen, damit das ganze System insgesamt wieder schneller auf der vorgesehenen Temperatur ist.
    Aber wie kriegt man die kalt?

    Im Kühlschrank … ähem …

    Nee, so funktioniert das nicht … da sind der erste und der zweite Hauptsatz und der Carnot-Prozess vor 🙂