Der Waschfaktor Wärme

An Berufsschulen werden im Fach Hauswirtschaft die Waschfaktoren gelehrt: Zeit, Wärme, Mechanik, und Waschmittel. Das bedeutet, dass ein Reinigungsergebnis von allen Vieren abhängt. Beispielsweise wirkt ein Waschmittel bei höherer Temperatur und längerem Waschvorgang besser.

Hier soll erklärt werden, wie sich Wärme im Wasser auswirkt.

1. Wassermoleküle können in bestimmten Mengen wasserlösliche Stoffe lösen wie Zucker oder Salz. Ein Wassermolekül ist ein elektrischer Dipol. Er baut Bindungsbrücken zu anderen polarisierten Molekülen wie im Zucker oder zu Kationen und Anionen des Salzes. Daher kann man mit kaltem Leitungswasser durchaus schon ansehnliche Waschergebnisse erzielen.
2. Je wärmer das Wasser ist, desto mehr Wassermoleküle trennen sich auf in ein "OH-"-Anion  und ein "H3O+"-Kation (Autoprotolyse). Diese Ionen wirken wie Basen und Säuren und können daher Materialien über die Wasserlöslichkeit hinaus reinigen. So kann man mit sehr heißem Wasser Fett "lösen".
3. Darüberhinaus kann die Wärme des Wassers auch die Wirksamkeit eines Waschmittels verstärken.

Auftauen mit der Mikrowelle

Der Vorgang des Auftauens unterscheidet sich vom sonstigen Erhitzen:

• Die Mikrowelle erhitzt Speisen nur dadurch, dass Energie einer bestimmten Wellenlänge Wassermoleküle in Bewegung versetzt. Wasser in der Speise wird warm und erwärmt andere Bestandteile wie beispielsweise Fett. 
• Das klappt nur bei flüssigem Wasser. In einer gefrorenen Speise können sich die Wassermoleküle trotz Mikrowellenstrahlung kaum bewegen. 
• Nur bereits aufgetaute Bereiche können durch die Mikrowellenstrahlung erwärmt werden. Diese geben die Wärme an die Umgebung ab, die dann auch empfänglich für die Mikrowellenstrahlung wird.
• Daher dauert der Auftauvorgang lange und verwendet eine niedrige Gesamtleistung bzw. maximale Leistung mit langen Pausen, in denen sich die Wärme ausbreiten kann.

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Erhitzen mit der Mikrowelle (3)

Nicht alle Mikrowellen bieten die Möglichkeit, durch Auswahl von Zutaten und Gewicht zu erhitzen (statt einer Leistungs- und Zeitauswahl). Hier ein Tipp, um mit einer einfachen Mikrowelle, Portionen auf die gewünschte Temperatur zu bringen!

Wir haben im Experiment 200g Wasser mit 20 Grad unter der maximalen Energiezufuhr 1 Minute lang erhitzt (am Rand, nicht in der Mitte). Danach hatte das Wasser 80 Grad, war also um 60 Grad wärmer. Wenn man die 60 Grad durch 60 Sekunden teilt, kann man folgende Faustregel ableiten: 

• 200g werden pro Sekunde um 1 Grad wärmer
  (1 Grad Kelvin, nicht Celsius, spielt aber keine Rolle)

Das haben wir als Aufkleber auf die Mikrowelle geklebt! Kennt man Gewicht und Ausgangstemperatur, hilft die Regel für viele Flüssigkeiten und Speisen, die Zeit abzuschätzen. Bei Speisen mit wenig Wasser ist die maximale Leistung nicht geeignet.

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Erhitzen mit der Mikrowelle (2)

Bei einer einfachen Mikrowelle kann man Zeit und Energiezufuhr wählen:

• Über die Leistung, z.B. 300 Watt, 600 Watt, 800 Watt.
• Über ein Symbols, z.B. Warmhalten, Auftauen, leichtes Erwärmen, stärkstes Erwärmen.

Beides suggeriert, dass man die Leistung einer solchen Mikrowelle einstellen kann. Aber:

• Die Mikrowelle arbeitet immer mit maximaler Leistung. 
• Die Energiezufuhr wird von Pausen unterbrochen.

Von einigen Ausnahmen wie Auftauen, Garen, oder Speisen mit niedrigem Wassergehalt abgesehen, kann man für Erwärmen und Erhitzen daher die höchste Stufe mit kürzerer Zeit wählen. Die Mitte des Drehtellers lässt man frei. Das funktioniert sehr gut bei Flüssigkeiten und wasserhaltigen Speisen. Diese werden auch in kürzerer Zeit gleichmäßig warm.

Beobachten kann man die Energiezufuhr sehr schön an einem indischen Papadam. Der dünne flache Teigfladen dehnt sich nach und nach durch Erhitzen aus!

Papadam aus der Mikrowelle 2015

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