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Nov 26, 2023

Wie wird Glas hergestellt?

„Ask a Science Teacher“ (The Experiment, 2011) von Larry Scheckel wird mit Sicherheit die alltäglichen Rätsel lösen, über die Sie sich schon immer gewundert haben. Sie erfahren, wie Flugzeuge wirklich fliegen, warum die Erde rund ist und wie

„Ask a Science Teacher“ (The Experiment, 2011) von Larry Scheckel wird mit Sicherheit die alltäglichen Rätsel lösen, über die Sie sich schon immer gewundert haben. Sie erfahren, wie Flugzeuge wirklich fliegen, warum die Erde rund ist, wie Mikrowellen Lebensmittel erhitzen und vieles mehr – bevor Sie es wissen, werden Sie alle Ihre Freunde fragen! In diesem Abschnitt wird erläutert, wie Glas hergestellt wird.

Glas ist ein harter, spröder und transparenter Feststoff. Etwa 90 Prozent des von uns verwendeten Glases ist Kalk-Natron-Silikatglas. Es besteht zu 75 Prozent aus Kieselsäure oder einfach nur aus Sand. „Soda“ bezieht sich auf Natriumcarbonat und „Kalk“ stammt aus Kalkstein, der größtenteils aus Calciumcarbonat besteht. Die Zutaten werden in einen gasbefeuerten Ofen gegeben. Fensterglas wird hergestellt, indem das geschmolzene, flüssige Glas in einer kontinuierlichen Folie über ein Bad aus geschmolzenem Zinn fließt. Stickstoffgas drückt auf die Oberfläche, um sie glatt zu machen.

Glas schmilzt oder wird bei einer Temperatur zwischen 2.500 und 3.000 Grad Fahrenheit flüssig. Die Schmelztemperatur hängt von der Zusammensetzung des Glases ab. Glas schmilzt nicht bei einer genauen Temperatur.

Im Gegensatz zu Eis, das bei einer genauen Temperatur von 32 Grad Fahrenheit schmilzt, durchläuft Glas einen Phasenübergang. Glas wird mit zunehmender Temperatur immer weicher, bis es zu fließen beginnt. Das ist eine schöne Eigenschaft von Glas, denn Glas kann dann in jede gewünschte Form gebracht werden. Dem Soda und der Limette werden Zutaten hinzugefügt, um die Eigenschaften des Glases zu verändern. Blei oder Feuerstein lassen Glas funkeln. Bor wird Glas zugesetzt, um seine thermischen Eigenschaften zu verändern; Dadurch eignet sich Borosilikatglas zum Kochen. Auch im Wissenschaftslabor verwenden wir viel Borosilikatglas. Es hat eine sehr geringe Wärmeausdehnung und bricht nicht, wenn eine sehr heiße oder sehr kalte Flüssigkeit hineingegeben wird. Pyrex ist ein Markenname für die gleiche Glasart. Lanthanoxid hat lichtreflektierende Eigenschaften und wird in Brillen verwendet. Eisen wird in Fensterglas eingebracht, um Infrarotenergie zu absorbieren. Werfen Sie einen Blick auf den Rand eines gewöhnlichen Fensterglases und Sie können den grünen Farbton erkennen. Das kommt vom Eisen.

Glas, das in optischen Geräten verwendet wird, besteht im Allgemeinen aus Kronglas mit geringer Dispersion oder dichtem Flintglas mit hoher Dispersion. Die Auswahl des Glases hängt davon ab, wie das Licht durch das Glas gebogen oder gebrochen wird. Dispersion ist ein Begriff, der beschreibt, wie viel Licht beim Durchgang durch das Glas gebogen oder gebrochen wird.

Gehärtetes Glas ist stärker als normales Glas, aber wenn es zerbricht, zerspringt es in kleine Stücke und nicht in die großen, scharfen Scherben von gewöhnlichem Glas, die schwere Körperverletzungen verursachen können. Normales Glühglas wird auf einen Tisch gelegt, der durch einen Ofen gerollt wird; Anschließend werden die Oberflächen abgeschreckt oder schnell mit Luft abgekühlt, während das Innere des Glases flüssig oder geschmolzen bleibt. Durch diesen Vorgang entstehen Spannungen im Glas. Gehärtetes Glas wird in Seiten- und Heckscheiben von Autos sowie in Glastüren verwendet, die sich nicht in einem Rahmen befinden.

Es gibt einen alten Mythos, dass Glas mit der Zeit fließt. Die Verzerrungen in mehreren hundert Jahre altem Glas, wie etwa dem Glas in Thomas Jeffersons Haus in Monticello, führten zu diesem Mythos. Glas ist ein amorpher Feststoff, der nicht fließt. Die Dickenschwankungen, die zu Verzerrungen führen, waren auf sehr unvollkommene Herstellungstechniken zurückzuführen.

Das erste Glas wurde von der Natur hergestellt, nicht vom Menschen. Uralte Blitzeinschläge, die gewöhnlichen Quarzsand trafen, erhitzten den Sand sofort, schmolzen ihn und verschmolzen die Körner zu Glas. Das Ergebnis, „Fulgurit“ genannt, hat die Form einer natürlichen Glasröhre. Der längste Fulgurit, der in Florida gefunden wurde, ist über 16 Fuß lang.

Ein schwarzes Glas aus Vulkanen wird Obsidian genannt. Es entsteht, wenn Lava mit minimalem Kristallwachstum abkühlt. Abgesplitterte Obsidiankanten können nur wenige Moleküle dünn sein, weshalb sich Obsidian hervorragend für die Pfeilspitzen alter Jäger und moderne medizinische Skalpellklingen für die Herzchirurgie eignet. Eine Obsidianklinge kann um ein Vielfaches schärfer sein als eine Metallklinge.

Tomah hat eine eigene Verbindung zu Glas. Cardinal IG (Isolierglas) und Cardinal TG (gehärtetes Glas) befinden sich im Industriepark am östlichen Rand von Tomah. Das IG-Werk stellt doppelverglastes Glas mit niedrigem Emissionsgrad für Fenster her, das hauptsächlich in Wohnhäusern und Bürogebäuden verwendet wird. Eine mikroskopisch kleine, dünne Metallbeschichtung mit niedrigem Emissionsgrad, die auf eine der Innenflächen eines Doppelglasfensters aufgetragen wird, kontrolliert die Wärmeübertragung. Es hält die Hitze draußen und lässt gleichzeitig Licht herein.

Auszug aus „Fragen Sie einen Lehrer für Naturwissenschaften: 250 Antworten auf Fragen, die Sie schon immer darüber hatten, wie alltägliche Dinge wirklich funktionieren“ © Larry Scheckel, 2011, 2013. Nachdruck mit Genehmigung des Herausgebers „The Experiment“. Erhältlich überall dort, wo Bücher verkauft werden.