Nudelschaumphänomen
Versuch
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Basiswissen｜
Material｜
1. Schaum von reinem Wasser｜
2. Schaum von Wasser mit Spülmittel｜
3. Schaum von Wasser mit Nudeln｜
4. Erklärung｜
Inventum necessarium｜
Fußnoten
Basiswissen
Kocht man Nudeln in einem Topf mit Wasser und einem Deckel oben drauf, dann muss man nicht lange warten, bis im Topf ein dichter Schaum entsteht. Dieser wird irgendwann den Deckel anheben und sich über die Herdfläche ergießen. Hebt man jedoch den Deckel an, kurz bevor der Schaum die Oberkante des Topfes erreicht, bricht der Schaum schlagartig in sich zusammen. Die Ursache sind verschiedene physikalische Zusammenhänge und eine Kettenreaktion.
Material
Man benötigt für diesen Versuch nur das, was man zum Kochen von Nudeln mit einem geschlossenen Topf braucht:
- Nudeln oder alternativ 👉 Stärke
- Ein Topf mit passendem Deckel
- Eine Heizfläche, im Labor z. B. ein 👉 Heizrührer
1. Schaum von reinem Wasser
Zunächst bringt man reines Wasser ohne jede Zutat zum Kochen. Wenn man beim Erhitzen einen Deckel auf den Topf legt, erreicht das Wasser schneller die nötige Temperatur von 100 °C. Wenn das Wasser kocht, kann man damit einige Experimente oder Beobachtungen anstellen:
- a) Verändert sich die Form oder Menge des Schaums wenn man den Deckel auflegt oder abnimmt?
- b) Wie lange bleibt der Schaum bestehen, wenn man den Topf von der Heizplatte nimmt?
- c) Wie groß sind die Blasen des Schaums?
- d) Zeigen die Blasen Farbeffekte?
- e) Was kann man hören?
Kocht man reines Wasser ohne Nudeln darin, dass bilden sich große Blasen. Die Blasen bestehen innen aus verdampftem Wasser, also aus unsichtbarem Wasserdampf. Die Wände der Blasen bestehen aus Wassermolekülen. Aufgrund der sogenannten Oberflächenspannung von Wasser kann eine mehr oder minder stabile Haut der Blasen entstehen. Was die Stabilität der Blasen jedoch herabsetzt ist die hohe Dünnflüssigkeit auch Viskosität von Wasser. "Dadurch sind die Blasenwände so dünn und zerbrechlich, dass sie bereits bei kleinsten Störungen platzen." [1] Die Blasen von reinem Wasser bilden auch bei heftigem Kochen keinen rücksichtslos nach oben drängenden Schaum.
2. Schaum von Wasser mit Spülmittel
Stelle sicher, dass der Topf mit der Heizplatte darunter auf einer Fläche steht, die nass und heiß werden darf. Eine große Unterlage aus Stein, etwa eine Schieferplatte, wäre ideal. Nun kann man einige wenige Tropfen Spülmittel in das kochende Wasser geben. Man wird beobachten, dass der Schaum deutlich stabiler wird und nach oben wachsen will.
- a) Verändert sich die Form oder Menge des Schaums wenn man den Deckel auflegt oder abnimmt?
- b) Wie lange bleibt der Schaum bestehen, wenn man den Topf von der Heizplatte nimmt?
- c) Wie groß sind die Blasen des Schaums?
- d) Zeigen die Blasen Farbeffekte?
- e) Was kann man hören?
Dass Spülmittel Schaum fördert ist übrigens nicht nötig für seine reinigende Wirkung. Auch Spülmittel ohne Schaum kann Fett gut von Geschirr und Besteck lösen. Viel Schaum zeigt uns aber an, dass noch viel wirksames Spülmittel im Spülwasser noch vorhanden ist. Ein Versuch bei dem das Spülmittel eine Hauptrolle unter den Materialien ist dies Experiment zur 👉 Elefantenzahnpasta
3. Schaum von Wasser mit Nudeln
Nun kippt man das Wasser mit dem Spülmittel in den Abfluss. Am besten reinigt man den Topf mit klarem Leitungswasser. Wichtig für den nächsten Schritt ist, dass keine Reste von Spülmittel mehr im Topf sind. Dann füllt man den Topf bis gut auf die halbe Höhe mit Leitungswasser an und gibt einige Nudeln hinein. Achte wieder darauf, dass der Versuch auf einer wasser- und hitzefesten Tischfläche abläuft. Jetzt stellt man das Wasser mit den Nudeln darin wieder auf die Heizplatte, legt den Deckel oben auf den Topf und stellt die Heizplatte auf volle Leistung. Wenn das Wasser die Kochtemperatur erreicht, wird sehr schnell sehr viel Schaum entstehen. Passt man nicht auf, hebt der Schaum sogar den Deckel an und ergießt sich über die Heizplatte.
- a) Verändert sich die Form oder Menge des Schaums wenn man den Deckel auflegt oder abnimmt?
- b) Wie lange bleibt der Schaum bestehen, wenn man den Topf von der Heizplatte nimmt?
- c) Wie groß sind die Blasen des Schaums?
- d) Zeigen die Blasen Farbeffekte?
- e) Was kann man hören?
Hier nun tritt der interessante Effekt auf, dass der Schaum bei geschlossenem Deckel sehr aggressiv nach oben aufsteigt. Er ist sogar stark genug den Deckel anzuheben. Dann ergießt sich der Schaum über die ganze Heizfläche. Man spricht von einem "Überkochen". [1] Hebt man aber den Deckel nach oben an, kurz bevor der ansteigende Schaum die Oberkante des Topfes erreicht hat, dann bricht die Schaumdecke sofort in sich zusammen. Man sagt auch, dass der Schaum kollabiert. [1] Dabei kann man vielleicht ein leichtes Knistern hören. Was passiert da?
4. Erklärung
Joachim Schlichting, ein Didaktiker der Physik, hat sich viel mit Alltagsphänomenen der Physik beschäftigt, unter anderem auch mit dem Nudelschaumphänomen. [1] Er erklärt das Geschehen so. Liegen die Nudeln im Wasser, geben sie einen Stoff mit dem Namen Stärke ins Wasser ab.
Stärke macht stabilen Schaum
Feuchtigkeit ist wichtig
Der Kollaps
Kettenreaktion
Inventum necessarium
Inventum necessarium ist Latein und heißt so viel wie notwendige Erfindung. Der überkochende Nudelwasser ist bestimmt ein Problem, das jeden Tag hunderte, tausende oder vielleicht sogar zehntausende Menschen ärgert. Man stelle sich einen Koch in einer kleinen engen heißen Küche vor. Ein riesiger Topf mit Nudeln kocht über und das klebrige Wasser ergießt sich über die Flammen eines Gasherdes. Welch ein Ärger! Die Flamme ist aus, der Herd "versifft" und alles kostet nur Zeit während draußen die Kunden auf ihr Essen warten.
- Überkochendes Wasser ist ein Ärger weltweit
- Könnte man einen selbsthebenden Deckel bauen?
- Gibt es Chemikalien, die den Effekt verhindern?
Typische Gegenmaßnahmen von Köchen sind zwar verbreitet. Aber keine der Maßnahmen wirkt wirklich rundum zuverlässig oder befriedigend. Der Effekt wird entweder nur abgemildert oder der Aufwand ist schlicht unerwünscht groß.
- Man gibt einen Tropen Salatöl ins Nudelwasser. Das mildert den Effekt etwas ab. Da sich das Öl als hydrophober Stoff nicht gut im Wasser verteilt, ist der Effekt aber leider bescheiden.
- Man lässt einfach den Deckel weg. Der Preis dafür ist sehr viel mehr nötige Heizenergie.
- Man nimmt einen größeren Topf. Auch das ist eine effektive aber keine effiziente Lösung. Große Töpfe brauchen viel Platz und auch mehr Heizenergie.
Wie schön wäre es, es gäbe einen passend großen Kochtopf, bei dem sich der Deckel wie von Zauberhand geführt rechtzeitig von alleine anhebt, eine Nudel-Koch-Automatik sozusagen. Oder gibt es vielleicht sogar eine billige und für die Gesundheit von Menschen unbedenkliche Substanz, die man dem Nudelwasser vorher zugeben könnte? Für Industrieprozesse gibt es das schon, etwa silikonbasierte Stoffe. Gäbe es gesundheitlich unbedenkliche, billige Stoffe, die auch kulinarisch das Nudelerlebnis nicht stören, könnten die Hersteller von Nudeln die Substanz sogar ihren Nudeln zufügen und dann Werbung machen mit "anti-Schaum-Nudeln" oder "kochfreundlicher Pasta". Guten Marketing-Leuten fallen hier bestimmt noch bessere Worte ein. Dass hier vielleicht wirkt ein Markt besteht zeigt der Erfolg von nicht-klebenden Reiskörnern.
Fußnoten
- [1] Joachim Schlichting: Abgeschreckter Schaum. Spektrum der Wissenschaft. 5.26 (Mai 2026). Dort die Seiten 40 und 41.