Physik am Herd: So entstehen Salz-Muster im Kochtopf

Beim Salzen von Wasser sollte man nicht gedankenlos ein paar Prisen herabrieseln lassen, da je nach Körnchengröße und Menge sowie abhängig von der Höhe des Wasserstandes unterschiedliche Muster beim Absetzen am Boden entstehen: mal ringförmig, mal verstreut.

Forschende aus den Niederlanden und Frankreich haben das Salzen von Wasser zur Wissenschaft gemacht. Sie experimentierten, erstellten Formeln und veröffentlichten ihre Erkenntnisse nun im Fachmagazin «Physics of Fluids». «Es war eine großartige Erfahrung, denn wir merkten bald, dass sich hinter unserer einfachen Beobachtung des täglichen Lebens eine Vielzahl physikalischer Mechanismen verbirgt», sagte Co-Autor Mathieu Souzy. 

Auf die Idee kam die Gruppe demnach beim Nudelkochen am Rande eines Spieleabends. Sie hätten sich gefragt, was man braucht, um den schönsten Salzring am Gefäßboden zu erzeugen. «Am Ende unseres Essens hatten wir ein Versuchsprotokoll skizziert und eine Reihe von Experimenten, die wir ausprobieren wollten, auf das kleine Whiteboard meines jüngsten Sohnes geschrieben», erklärte Souzy. 

Nicht zu klein und nicht zu groß 

Bei Laborversuchen wurde festgestellt, dass insbesondere Partikeldurchmesser und -volumen sowie die Absetzhöhe – also die Menge an Wasser im Topf oder in der Nudelpfanne – die Verteilung des Salzes beeinflussen. Auch die Injektionsmethode hat einen erheblichen Einfluss darauf, wie die Ablagerung am Ende aussieht, so die Aussage. Das Team verwendete unter anderem eine Pipette.

Wenn die Salzkristalle beispielsweise recht klein sind mit einem Durchmesser von 0,6 Millimetern, bildet sich die Ablagerung eher zu einem Ring mit kleinem Durchmesser. Auch im Inneren verteilen sich Partikel. Bei größeren Körnchen mit einem Durchmesser von 1 bis 4 Millimetern wird der Ring laut den Ergebnissen deutlicher erkennbar und größer. Partikel mit einem Durchmesser von 6 Millimetern setzen sich verstreut am Boden ab.

Selbst bei niedrigem Wasserstand bildet sich die Ablagerung eher zu einem kreisförmigen Ring mit kleinem Durchmesser und wenigen Partikeln im Inneren. Mit steigender Höhe vergrößert sich einerseits der Radius. Andererseits wird aus dem Ring ein gleichmäßig verteiltes Muster.

Strömung wird gestört

Die Autoren erklären das unter anderem damit, dass die Teilchen aufgrund der Schwerkraft auf den Boden sinken und dabei einen kleinen Widerstand erzeugen, der die Wasserströmung drumherum stört. «Wenn eine große Anzahl von Partikeln gleichzeitig freigesetzt wird, erfahren benachbarte Partikel diese Strömungsstörung, die von allen umliegenden Partikeln erzeugt wird», erläuterte Souzy. Die fallenden Teilchen würden zunehmend seitlich verschoben, «was zu einer sich ausdehnenden kreisförmigen Verteilung der Teilchen führt».

Nicht nur fürs Kochen relevant 

Laut den Angaben umfasst dieses Phänomen eine breite Palette physikalischer Konzepte wie Sedimentation, Wechselwirkungen zwischen mehreren Körpern und Sogwirkung, obwohl es so einfach wirkt. Da größere Partikel stärker auseinanderdriften als kleine, könne man sie nach Größe sortieren, indem man sie einfach in einen Wassertank fallen lässt, sagte Souzy. Die Erkenntnisse seien in verschiedenen Kontexten relevant – wie der Einleitung von Baggergut und Industrieabfällen in Flüsse, Seen und Ozeane.

Auch für Laien und Hobbyköche hat die Gruppe einen Tipp parat: Ihren Fachbeitrag hat sie zum Abschluss mit einer kulinarischen Randbemerkung garniert und erinnert Leserinnen und Leser an die «Goldene Nudelregel 10-100-1000»: 10 Gramm Salz seien die empfohlene Menge, um 100 Gramm Nudeln in 1000 Millilitern Wasser zu kochen.