Feuer
Das Feuer (von althochdeutsch: fiur) ist eine Form der chemischen Verbrennung mit Flammenbildung, bei der Licht und Wärme abgegeben werden.
Begriff
Im übertragenen Sinn hat Feuer oder ist ein feuriger Charakter, wer leidenschaftlich und impulsiv handelt.
Im Brillant wird weißes Licht, hervorgerufen durch den hohen Brechungsindex und die hohe Dispersion des Ausgangsmaterials Diamant sowie durch den speziellen Brillantschliff in vielen tausend bunten Lichtpunkten reflektiert, was man im allgemeinen als Feuer bezeichnet.
Militärtechnisch ist Feuer der Begriff, der das Starten oder Abfeuern von Projektilen beschreibt (Feuer frei!).
Das „nuklearer Feuer“, also Kernfusion (wie zum Beispiel in der Sonne) oder Kernspaltung (wie in Kernkraftwerken oder Atomwaffen), handelt es sich nicht um Feuer im eigentlichen Sinn, da keine Verbrennung stattfindet.
Bedeutung
Eine unkontrollierte Verbrennung wird als Brand bezeichnet, eine Verbrennung ohne Flammenbildung als Glut.
Die Kontrolle des Feuers war ein wichtiger Schritt in der Entstehung menschlicher Kulturen und Zivilisationen. Sein Gebrauch durch den Menschen ist für eine Zeit bis etwa vor 300.000 Jahren nachgewiesen, vermutlich ist das Feuer aber schon vor 790.000 Jahren verwendet worden, wie 2004 veröffentlichte Funde in Gesher Benot Ya'aqov belegen könnten. Nachdem jahrhundertelang nur die einfache offene Feuerstelle als Heizung und zur Speisezubereitung diente, setzte sich im 19. Jahrhundert sowohl der Ofen als Heizung, wie auch der Herd als Kochstelle langsam durch.
Praktischer Vorgang
Entfachen eines Feuers
Um ein Feuer zu entzünden (Verbrennung), bedarf es mehrerer Faktoren:
- ein Brennstoff
- Sauerstoff
- das richtige Mengenverhältnis (von Brennstoff zu Sauerstoff)
- eine Initialzündung, um Zündtemperatur zu erreichen (z.B. Funken)
Heutzutage werden Feuer meist mit dem Feuerzeug oder mit Streichhölzern angezündet. Gegebenenfalls wird ein Fidibus verwendet, um unzugängliche Stellen zu entzünden.
Vorindustrielle Völker kannten verschiedene Methoden, um Feuer zu entfachen. Alle erfordern Zunder, um die entstandene Hitze in eine Flamme umzusetzen. Geübte Menschen können mit ihrer Hilfe ein kleines Feuer in etwa einer Minute entfachen; siehe dazu auch Survival.
- Durch Reibung: Üblich ist das so genannte Feuerbohren, bei dem ein Stück hartes Holz schnell zwischen den Handflächen oder effizienter mithilfe eines Bogens in einem Stück weichen Holzes gedreht wird. Wenn genug Hitze entsteht, wird der Zunder vorsichtig an die heiße Stelle gebracht. Bei einem Alternativverfahren, dem so genannten Feuersägen, wird ein Stück weiches Holz schnell in einer Kerbe in ein Stück hartes Holz hin und her geführt; Der Zunder kann in der Kerbe liegen.
- Durch Funkenschlag: Ein Stück Pyrit wird mit einem anderen Stück Pyrit, einem Feuerstein oder einem Stück Stahl geschlagen, um Funken zu erzeugen, die man in den Zunder fallen lässt.
- Durch Luftkompression: Dieses Verfahren wird in Hinterindien mit der Feuerpumpe angewandt.
Sobald der Zunder glimmt, wird er vorsichtig angefacht und mit ihm Späne oder kleine Holzstücke entzündet. Diese wiederum können zum Entzünden größerer Holzscheite genutzt werden.
Feuerlöschen
Zur Brandbekämpfung muss eines von drei, für Feuer notwendigen Dingen entzogen werden:
- Sauerstoff, wodurch die Flamme "erstickt". Die Feuerwehr verwendet hierzu Löschschaum, der sich wie eine Decke über den Brandherd legt.
- Abkühlen brennbarer Materialien unter die Zündtemperatur (mit Wasser), wobei die Wirkung der o.g. Initialzündung rückgängig gemacht und dem Feuer die Energie genommen wird.
- Brennstoff soll entfernt werden.
Wirkungsgrad
Ein offenes Feuer setzt viel Energie frei. Die althergebrachte Methode, einen Topf ohne Deckel auf drei Steine zu stellen und dazwischen ein Feuer zu entfachen, sollte nur angewandt werden, wenn genügend Brennholz zur Verfügung steht. Eine einfache Energiesparmethode zeigt das Bild rechts. Das Feuer brennt in einer Konservendose, auf ihr steht ein Topf mit Deckel. Der Deckel hält Wasserdampf zurück und gewinnt Kondensationswärme.
Mit einer Handvoll Reisig lässt sich Wasser kochen. Im Idealfall genügt ein fingerdicker Holzstock von 10 cm Länge, um eine Wassermenge von 200 ml zum Kochen zu bringen:
- Wie viel Holz benötigt man, um eine Tasse Suppe zu kochen?
- Eine Tasse Suppe (200 ml): m = 0,2 kg
- Spezifische Wärme von Wasser: C = 4 kJ/(kg·K)
- Temperaturunterschied zur Raumtemperatur: T = 100 °C – 20 °C = 80 K
- Heizwert von trockenem Holz: H = 10 MJ/kg
- Dichte von Holz: 0,7 g/cm³
- Gesuchte Wärmemenge, um die Suppe zu erhitzen: Q
- Gesuchte Holzmasse, die die Wärmemenge q liefert: M
- q = C · m · T = 4 · 0,2 · 80 kJ = 70 kJ
- M = q / H = 0,07 / 10 kg = 7 g
- Wenn sich die Verbrennungswärme vollständig nutzen lässt, genügen 7 g Holz, um 200 ml Wasser auf 100° C zu erwärmen.
Zweck- und Schadfeuer
Man unterscheidet grundsätzlich Zweck- und Schadfeuer.
Das Zweckfeuer ist ein beabsichtigtes und kontrollierbares Feuer, das zum Erwärmen oder Verbrennen von Gegenständen oder anderem gedacht ist, z.B. das Kaminfeuer, das Lagerfeuer oder das Grillfeuer.
Das Schadfeuer, Brand genannt, ist ein zerstörerisches, meist unbeabsichtigtes Feuer. Es verbrennt ungewollt Gegenstände und ist meistens erst kontrollierbar, nachdem es eingedämmt wurde. Bekämpfung von Schadfeuern ist die originäre Aufgabe der Feuerwehren.
Die Versicherungen definieren den Begriff Feuer meistens als Brand, welcher ohne bestimmungsgemäßen Herd entstanden ist oder diesen verlassen hat, und sich selbständig auszubreiten vermag. Bestimmungsgemäßer Herd kann hier jedes Objekt sein, welches dafür bestimmt ist, Hitze (Backofen, Bügeleisen) oder Feuer zu erzeugen (Kerze, Gas- oder Kohleofen und andere).
Geschichte
Die (zunächst) Zähmung von Wildfeuern, dann auch die Kunstfertigkeit, es selber zu entfachen und zu bewahren, ist eine wichtige Stufe der Entstehung des heutigen Menschen. Feuer ermöglichte Licht, das Wärmen, den Schutz vor wilden Tieren, die Metallverformung, Herstellung von Tongefäßen und zahlreiche neue Speisezubereitungen (z.B. Fleischkonservierung durch Braten).
Der Frühmensch hat das Feuer bereits vor etwa 790.000 Jahren kontrolliert genutzt. Das legen Überreste von verbranntem Samen, Holz und Feuerstein an einer Fundstelle namens Gesher Benot Ya‘aqov in Israel nahe.
Religiöse Vorstellungen des Feuers
Die Bedeutung des Feuers spiegelt sich in zahlreichen Mythen wieder, etwa dem des Feuerbringers Prometheus.
Der persische Religionsstifter Zarathustra wirkte nachhaltig in die dortige Volkskultur hinein, noch der Islam hatte sich mit den „Feueranbetern“ auseinander zu setzen. Viele persische Vornamen nehmen noch heute auf das Feuer Bezug.
Die Römer verehrten als Göttin des Herdfeuers die Vesta mit einem eigenen Frauenkult.
Judentum / Christentum: Im Alten Testament sind Feuer, Rauch und Beben Begleiterscheinungen einer Theophanie (Gotteserscheinung). Dem Feuer wird außerdem reinigende Wirkung zugesprochen. Nach dem Zeugnis der Apostelgeschichte zeigte sich der Heilige Geist "in Zungen wie von Feuer" In der Osternacht wird am Osterfeuer die Osterkerze, Sinnbild der Auferstehung Jesu Christi, entzündet. Der Brauch des Osterfeuers hat vermutlich vorchristliche Wurzeln.
Im Hinduismus ist Agni, das Feuer, die Verkörperung Gottes der auf der Erde in Flammenform erscheint. Feuer spielt im Gottesdienst sowie in allen anderen religiösen Riten eine herausragende Rolle: Die populärste tägliche Zeremonie ist das Arati, wo man ein Butterlicht vor dem Altar schwenkt. Das Feueropfer, Yaggya (auch Yajna) genannt, war ursprünglich wahrscheinlich das wichtigste Opferritual, bei dem die Opfergaben in das heilige Feuer geworfen wurden.
Auch heute noch spielt das Feuer im Glaubensleben der Hindus eine wichtige Rolle: Zu bestimmten Anlässen, ganz besonders wenn es um Reinigungszeremonien wie Einweihung von Wohnungen, Geschäften oder dergleichen geht, entzündet der Priester unter Gebeten rituell das heilige Feuer. Im Feueropfer, heute auch Homa oder Havan genannt, verehrt er Agni. Bei einer Wohnungseinweihung etwa trägt der Priester oder der Besitzer anschließend die Schüssel mit dem glimmenden Feuer segnend durch die Räume. Besonders bei allen hinduistischen Sakramenten ist immer die lebendige Anwesenheit des Göttlichen in seiner Flammenform notwendig: Ein hinduistisches Paar schließt die Ehe indem es gemeinsam siebenmal um das Feuer herumgeht.
In manchen Naturreligionen gibt es einen oder mehrere Feuergeist(er). Im finnischen Epos Kalevala spielt der Raub der Feuermühle Sampo aus dem "Nordort" (Pohjola) eine bedeutende Rolle; noch jetzt kauft man dort Streichhölzer der Marke "Sampo".
Frühe naturwissenschaftliche Konzepte des Feuers
Im antiken Griechenland wurde dem Element Feuer der Tetraeder als einer der fünf Platonischen Körper zugeordnet. Feuer galt als eines der Elemente sowohl der klassischen Vier-Elemente-Lehre als auch der chinesisch-japanischen Fünf-Elemente-Lehre.
Feuer als Umweltfakor in der Ökologie
Feuer, welches natürlich durch Blitzschlag oder Selbstentzündung entsteht, trägt als bedeutender Umweltfaktor in der Ökologie zur Erhaltung und Entwicklung von Ökosystemen bei; siehe Feuer (Umweltfaktor).
Nutzung
Feuer wird heute noch sehr stark genutzt (Verbrennungsmotoren, Heizkraftwerke usw.).
Kunst
In der Kunst wird das Feuer in allen Sparten der Kunst verarbeitet. Die Darstellung von bzw. der Umgang mit realem Feuer zu Unterhaltungszwecken wird Feuerschau oder Feuershow genannt.
Chemisch-physikalischer Hintergrund
Brennmaterialien gehen eine chemische Reaktion mit Sauerstoff ein, wobei Kohlenmonoxid entsteht. Feuer ist auch eine physikalische Erscheinung und eine exotherme Reaktion (Feuer gibt mehr Energie ab, als es zum Zünden benötigt). Heiße Teilchen, die aus dem brennenden Material entweichen, also Rauch oder Gas, erlangen kurzzeitig ein höheres Energieniveau. Dabei werden Elektronen auf eine höhere Bahn gebracht. Da dieses Energieniveau des einzelnen Atoms / Moleküls instabil ist, fällt das Elektron nach einer bestimmten Halbwertszeit auf seine ursprüngliche Bahn zurück. Dabei gibt es Energie in Form eines Lichtquants (Photons) ab. Man spricht hierbei von Emission. Nicht jede Emission ist für das menschliche Auge sichtbar, es entsteht häufig auch infrarote Strahlung. Das Photon hat die Energie E=h×f oder E=h×c/λ.
Vereinfacht gesagt ist Feuer also das Verbrennen von Gasen, die die dabei entstehende Energie in Form von Licht und Wärme an die Umgebung abgeben.
Literatur
- Adam Merschbacher: Brandschutz: Praxishandbuch für die Planung, Ausführung und Überwachung. Verlagsgesellschaft Rudolf Müller, 2005, ISBN 3-481-02054-6
Weblinks
- home.arcor.de - Outdoor Kochstellen
- wissenschaft.de - Urahn vom heimischen Herd Der frühe Mensch hat das Feuer bereits vor etwa 790.000 Jahren kontrolliert genutzt
- http://www.krebs-bammental.de/feuer/
