Warum der Tee am Tisch landet: Teekannen-Effekt beschrieben
Beim «Teekannen-Effekt» handelt es sich um ein Phänomen, das wohl jeder kennt: Giesst man Tee zu langsam aus, fliesst er nicht im hohen Bogen in die Tasse, sondern rinnt entlang der Teekanne auf den Tisch. Viele Forscher haben sich bereits mit dem Effekt beschäftigt, 1999 gab es sogar den satirischen Ig-Nobelpreis dafür. Wiener Forscher haben nun im Fachblatt «Journal of Fluid Mechanics» das Phänomen vollständig beschrieben.
Das Wichtigste in Kürze
- 1956 hat der österreichisch-israelische Wissenschaftler Markus Reiner (1886-1976) erstmals den «Teekannen-Effekt» beschrieben, wie die Technische Universität (TU) Wien mitteilte, wo Reiner 1913 promoviert wurde.
1922 ging er nach Palästina (später Israel), wo er zu einem Pionier der Rheologie, der Wissenschaft vom Fliessverhalten, wurde.
Ein Forscherteam um Bernhard Scheichl von der TU Wien und dem Exzellenzzentrum für Tribologie «AC2T research» hat sich nun gemeinsam mit britischen Kollegen erneut des Effekts angenommen. Dieser sei scheinbar simpel, es sei allerdings «bemerkenswert schwierig, ihn im Rahmen der Strömungsmechanik exakt zu erklären», so Scheichl.
Die entscheidende Stelle ist die scharfe Kante an der Unterseite des Ausgusses: Dort bildet sich ein Tropfen, dessen Grösse davon abhängt, mit welcher Geschwindigkeit die Flüssigkeit aus der Kanne fliesst. Giesst man zu langsam aus, kann diese minimale Benetzung dafür sorgen, dass der gesamte Strahl um die Kante herum gelenkt wird und entlang der Teekanne abfliesst.
«Uns ist es nun erstmals gelungen, eine vollständige theoretische Erklärung dafür zu liefern, warum sich dieser Tropfen bildet und die Unterseite der Kante immer benetzt bleibt», erklärte Scheichl. Es handle sich um ein Zusammenspiel verschiedener Kräfte wie Trägheits- oder Kapillarkraft, das für eine minimale Benetzung direkt an der Kante sorgt.
Die Stärke der Schwerkraft spielt dabei übrigens keine entscheidende Rolle, sie legt nur die Richtung fest, in die der Strahl gelenkt wird. Auf dem Mond wäre der «Teekannen-Effekt» also auch zu beobachten, betonen die Forscher, völlig ohne Schwerkraft, also etwa auf einer Raumstation, hingegen nicht.
Zusätzlich zu den theoretischen Berechnungen haben die Wissenschaftler auch zahlreiche Experimente durchgeführt: Sie gossen mit unterschiedlichen Durchflussraten Wasser aus einer geneigten Teekanne aus und filmten dies mit Spezialkameras. So konnten sie genau zeigen, wie die Benetzung der Kante unterhalb einer kritischen Ausgussgeschwindigkeit zum «Teekannen-Effekt» führt.
https://doi.org/10.1017/jfm.2021.612
