Nezhas Feuer + Ao Bings Eis = Dampfexplosion?

Gutachter: Zhou Hongzhi, leitender Experimentator und Master-Betreuer an der Fakultät für Physik und Optoelektronik der Technischen Universität Peking

Im Film „Nezha 2“ haben sich Nezha und Ao Bing zusammengetan, um das Tianyuan Ding zu durchbrechen. Die Szene war schockierend und beeindruckend. Dahinter verbirgt sich tatsächlich das wissenschaftliche Prinzip des Dampfes.

Betrachten wir die Explosion des Tianyuan Ding aus wissenschaftlicher Sicht. Das versiegelte Tianyuan Ding ist wie ein riesiger Schnellkochtopf. Wenn Nezhas Samadhi True Fire und Ao Bings Xuanbing im Tianyuan Ding aufeinandertreffen, wird augenblicklich eine große Menge Dampf erzeugt, wodurch der Druck im Kessel stark ansteigt und die Tragfähigkeit der Kesselwand übersteigt, was zu einer plastischen Verformung des Tianyuan Ding und schließlich zu einer Explosion führt.

Die Dampfkraft spielt eine wichtige Rolle im Fortschritt der menschlichen Zivilisation. Ist die Dampftechnologie im Zeitalter der Digitalisierung und Informatisierung überholt?

Die Quelle der Dampfkraft

Dampf, auch „Wasserdampf“ genannt, kann nicht nur zur Befeuchtung und Heizung, sondern auch zur Stromerzeugung und zum Antrieb von Maschinen genutzt werden. Abhängig von Druck und Temperatur können verschiedene Dampfarten in zwei Kategorien eingeteilt werden: Sattdampf und überhitzter Dampf.

Gesättigter Dampf ist Dampf mit einer Temperatur von 100 Grad Celsius und einem Druck von einer Atmosphäre. Bei überhitztem Dampf ist das jedoch anders. Unter geschlossenen Bedingungen mit hoher Temperatur und hohem Druck kann die Temperatur des Hochtemperaturdampfes zwischen 200 und 600 Grad Celsius liegen und der Druckbereich kann zwischen 10 und 200 Bar liegen, was bedeutet, dass pro Quadratzentimeter ein Druck von etwa 10 bis 200 Kilogramm erzeugt wird. Der Hochtemperatur- und Hochdruckdampf verfügt zu diesem Zeitpunkt über eine enorme Energie und jeder Bedienungsfehler kann schwerwiegende Folgen haben.

Wenn Eis und Feuer aufeinandertreffen, schmilzt das feste Eis nicht nur schnell zu Wasser bei hohen Temperaturen, sondern es bildet auch direkt Hochtemperaturdampf und sein Volumen dehnt sich schnell aus. In bestimmten Behältern wird durch diese Ausdehnung ein enormer Druck freigesetzt, wodurch starke Dampfkraft erzeugt wird. Dieser Druck steigt in einer geschlossenen Umgebung weiter an und wenn er nicht rechtzeitig abgelassen wird, kommt es zu einer Explosion. ‌

Ist die Dampftechnologie veraltet?

Natürlich nicht, die Dampftechnologie spielt in vielen Bereichen noch immer eine wichtige Rolle.

Im Bereich der Stromerzeugung sind Dampfturbinen noch immer die wichtigsten Antriebsaggregate. Kernkraftwerke nutzen die von Kernreaktoren erzeugte Wärme zum Erhitzen von Dampf, der Turbinen antreibt und so Strom erzeugt. Durch die Anwendung der überkritischen Dampftechnologie wurde die Effizienz der Wärmestromerzeugung deutlich verbessert.

In der industriellen Produktion wird Dampf häufig zum Erhitzen, Trocknen, Sterilisieren und für andere Prozesse verwendet. Bei der Sterilisation in der Lebensmittelindustrie, beim Färben in der Textilindustrie und bei der Reaktionserhitzung in der chemischen Produktion kommt Dampf zum Einsatz.

Auch im medizinischen Bereich spielt Dampf eine wichtige Rolle. Hochtemperaturdampf wird häufig zum Sterilisieren von medizinischen Geräten und Laborausrüstung verwendet, um eine sterile Umgebung zu gewährleisten und das Risiko einer Kreuzinfektion zu verringern.

Darüber hinaus bietet Dampf ein breiteres Anwendungsspektrum, vom täglichen Leben bis hin zur Spitzentechnologie.

Von Dampfbügeleisen und Dampfreinigern für den Haushalt bis hin zu Dampf-Kosmetikgeräten – die Verwendung von Dampf macht das Leben bequemer und angenehmer. Beispielsweise kann Dampf Gerüche aus Kleidung entfernen. Dies liegt daran, dass Dampf eine hohe Durchlässigkeit und Diffusionskraft besitzt und schnell in die kleinsten Zwischenräume der Kleidung eindringen kann, wodurch Geruchsmoleküle freigesetzt und in der Luft verdünnt werden.

Zu den Anwendungen der Dampftechnologie in der Spitzentechnologie zählen überkritische Stromerzeugungsanlagen, Kernreaktoren, die Herstellung modernster Materialien und Durchbrüche in der Luft- und Raumfahrttechnik.

Von den Dampflokomotiven und Dampfschiffen der industriellen Revolution bis hin zu modernen Kraftwerken, städtischen Zentralheizungen und dem Katapult von Flugzeugen auf konventionellen Flugzeugträgern spielt die Dampftechnologie eine sehr wichtige Rolle. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie entwickelt sich auch die Dampftechnologie ständig weiter und wird erneuert, zeigt starke Vitalität und Anwendungspotenzial und trägt weiterhin zur Entwicklung der menschlichen Gesellschaft bei.