Physik am Herd: So entstehen Salz-Muster im Kochtopf

Wer beim Salzen von Wasser bloß gedankenlos ein paar Prisen herabrieseln lässt, schenkt dem Prozedere womöglich zu wenig Aufmerksamkeit. Je nach Körnchengröße und Menge sowie abhängig von der Höhe des Wasserstandes bilden sich beim Absetzen am Boden unterschiedliche Muster: mal recht ringförmig, mal eher 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 

In Laborversuchen fanden die Forschenden heraus, dass vor allem Partikeldurchmesser und -volumen sowie die Absetzhöhe - also wie viel Wasser im Topf oder in der Nudelpfanne ist - die Verteilung des Salzes beeinflussen. Zudem wirke sich die Injektionsmethode erheblich darauf aus, wie die Ablagerung am Ende aussehe, hieß es. Das Team arbeitete unter anderem mit einer Pipette. 

Sind die Salzkristalle zum Beispiel recht klein mit einem Durchmesser von 0,6 Millimetern, bildet die Ablagerung eher einen Ring mit kleinem Durchmesser. Auch im inneren Bereich verteilen sich Partikel. Bei größeren Körnchen mit einem Durchmesser von 1 bis 4 Millimetern wird der Ring den Ergebnissen zufolge klarer als solcher erkennbar und größer. Partikel mit einem Durchmesser von 6 Millimetern lagerten sich verstreut am Boden ab.

Auch bei einer niedrigen Wasserhöhe bilde die Ablagerung eher einen kreisförmigen Ring mit geringem Durchmesser und wenigen Partikeln im inneren Bereich. Mit zunehmender Höhe vergrößere sich zum einen der Radius. Zum anderen werde aus dem Ring ein gleichmäßiger 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 

Obwohl es so einfach wirkt, umfasst dieses Phänomen den Angaben zufolge eine breite Palette physikalischer Konzepte wie Sedimentation, Wechselwirkungen zwischen mehreren Körpern und Sogwirkung. 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.