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Physik im Alltag und Naturphänomene, Rubrik: "Schlichting! "

Jetzt bin ich gar

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 9 (2018), S.

Wenn Spätzle, Gnocchi und Co. im siedenden Wasser an die Oberfläche steigen, sind sie gar. Dann haben sich die in ihnen enthaltenen Luftbläschen so stark erwärmt und dadurch ausgedehnt, dass ihre Dichte hinreichend klein geworden ist.

Sie blies sich richtig auf, als würde sie gleich aufsteigen
wie eine Montgolfiere, wenn niemand sie festhielt.
Sten Nadolny (*1942)

Spätzle kochen ist einfach, heißt es. Denn sie wüssten, wann sie gar sind. In der Tat dürfte jeder, der es einmal versucht hat, erlebt haben, wie die Teigstückchen nach einer gewissen Kochzeit massenhaft zur Oberfläche steigen. Auch weitere Beilagen zeigen an, wenn sie vollständig durcherhitzt sind, darunter Gnocchi und Knödel – obwohl diese gar nicht aus Nudelteig, sondern aus Kartoffelmasse bestehen. Andere Arten von Pasta zeigen das Verhalten hingegen nicht.
Wenn man die kalten Spätzle in den Topf gibt, tauchen sie zunächst auf den Boden. Doch nach kurzer Zeit arbeiten sich vereinzelte Exemplare im siedenden Wasser empor, und bald schwimmen alle an die Wasseroberfläche. Dieser Vorgang ist interessanterweise reversibel: Wartet man, bis sich das Wasser samt Teigwaren genügend stark abkühlt, sinken diese wieder ab. Erneutes Erwärmen treibt sie dann wieder in die Höhe.
Das liefert bereits einige Hinweise auf die physikalischen Hintergründe. Jeder Körper verdrängt beim Eintauchen so viel Flüssigkeit wie seinem eigenen Volumen entspricht und erfährt infolgedessen eine nach oben gerichtete Auftriebskraft. Ist seine abwärts wirkende Gewichtskraft betragsmäßig größer, sinkt er auf den Boden; ist sie kleiner, schwimmt er an der Oberfläche. Dem so genannten archimedischen Prinzip zufolge ist die statische Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit. Ein Objekt schwebt in dieser, wenn seine Dichte (also der Quotient aus Masse und Volumen) derjenigen der Flüssigkeit entspricht. Bei größerer oder kleinerer Dichte sinkt es beziehungsweise steigt auf.
Für die Spätzle bedeutet das: Sie gehen offenbar deswegen zunächst unter, weil ihre Dichte bei Raumtemperatur höher ist als die des Wassers. Im Lauf der Erwärmung wird sie geringer. Da die Masse des Teigs kaum kleiner werden dürfte, muss sein Volumen gewachsen sein. Das Wasser ändert seine Dichte vergleichsweise wenig, so dass dieser Einfluss vernachlässigt werden kann.
Was aber ist der Grund für die Volumenzunahme? Man könnte leicht an Aufquellen denken. Das aber kann nicht die Ursache für die geringere Dichte sein: Wenn die enthaltene Stärke Wasser aufnimmt, kompensiert der damit einhergehende Gewichtszuwachs ja exakt die vergrößerte Auftriebskraft. Das kennen wir von anderen Nudelprodukten, die beim Kochen nicht aufsteigen. Auch beispielsweise eine Gasentwicklung im Inneren können wir ausschließen. Wie bei einem aufgehenden Kuchen wäre so eine Reaktion unumkehrbar, und die Spätzle würden nach dem Abkühlen nicht wieder zu Boden sinken.
Die Ursache für das unterschiedliche Verhalten ist vielmehr eine indirekte Folge ihrer abweichenden Herstellungsweise. Während der Spätzleproduktion nimmt der Teig viel Luft auf, die in kleinen, abgeschlossenen Hohlräumen erhalten bleibt. Nicht so beim Walzen und Pressen klassischer Pasta.
Bei der Erwärmung verhält sich die eingeschlossene Luft nahezu wie ein ideales Gas, das sich proportional zur Temperatur ausdehnt. Infolgedessen werden die Spätzle regelrecht aufgeblasen und erhalten so den beobachteten Auftrieb. Sobald die Temperatur abnimmt, schrumpft die Luft wieder und damit das Volumen der Spätzle; sie sinken ab. Wer seine garen Spätzle im Wasser vergisst, findet sie schließlich am Boden des Topfes vor.
Das Steig- und Sinkverhalten erinnert an das so genannte Galilei-Thermometer. Dabei handelt es sich um einen schmalen, hohen Glaszylinder mit einer transparenten Flüssigkeit, in der einige teilweise mit Luft gefüllte Glaskörper unterschiedlicher Dichte driften. An deren Lage lässt sich die ungefähre Temperatur ablesen: Bei Erwärmung sinken einzelne Kugeln hinab, und wenn es kälter wird, steigen sie wieder auf. Die Kugeln sind so beschaffen und angeordnet, dass immer die unterste der aufschwimmenden Kugeln die aktuelle Temperatur anzeigt.
Anders als bei den Spätzle ist jedoch nicht eine Änderung der Dichte der Glaskugeln für den jeweiligen Auf- und Abstieg verantwortlich. Da die Schwimmkörper abgeschlossen sind, ändert sich ihre Masse nicht, und die Volumenausdehnung von Glas ist vernachlässigbar gering – zumal das Gerät ohnehin nur auf ganze Grad genau misst. Vielmehr basiert das Prinzip auf der schwankenden Dichte der Umgebungsflüssigkeit.
Spätzle sind trotz dieser Ähnlichkeit als Thermometer völlig ungeeignet. Sie differenzieren durch ihren einheitlichen und ziemlich abrupten Aufstieg nur zwischen sehr heiß und siedend heiß, unterscheiden für jemanden, der den Topf anfassen will, also nicht einmal zwischen ungefährlich und gefährlich. Als Maß für die beiden Zustände »gar« und »nicht gar« ist ihr Verhalten jedoch ideal.

Quelle
Ucke, Chr., Schlichting, H. J.: Das Galilei-Thermometer – Termometro lento. Physik in unserer Zeit 25/1, S. 44–45, 1994

PDF: Jetzt bin ich gar

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Diskussionen

4 Gedanken zu “Jetzt bin ich gar

  1. Vielen Dank: so fundiert bekommt das sonst zugleich gespannte und doch gelangweilte erwartungsvolle Starren in den Topf beim Kochen von Spätzle, Gnocchi und Knödeln zukünftig eine ganz andere Qualität.

    Verfasst von puzzleblume | 3. September 2018, 14:15

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