1. Hintergrund Gas
A Begriffliche Abgrenzung Gas
Gas kann im alltäglichen Gebrauch in zwei unterschiedlichen Kontexten verwendet werden. Zu einem bezeichnen wir Gase als etwas unsichtbares, das faulig riecht und unser Feuerzeug zum brennen bringen kann. Zum anderen kennt man den Begriff Gas als einen Zustand von Stoffen, wie beispielsweise, wenn Wasser beim Kochen von flüssig zu gasförmig übergeht.
Gas als Aggregatzustand
Gehen wir zunächst auf den physikalischen Aspekt ein. Neben fest und flüssig ist gasförmig einer der drei klassischen Aggregatzustände. Aggregatzustand bedeutet am Beispiel Wasser so viel wie, das Wasser ist entweder als Eis im Aggregatzustand fest, in der Form Wasser im Aggregatzustand flüssig oder beim Kochen im Aggregatzustand Gas. Der Zustand eines Stoffes bewirkt unterschiedliche chemische Eigenschaften eines Stoffes. Jeder Stoff besteht aus vielen einzelnen Atomen. Diese haben zu einander eine Verbindung. Je näher die Verbindung zu einander ist, desto "fester" ist der Stoff. Je größer die Distanz der einzelnen Atome zu einander sind, desto gasförmiger wird der Stoff. Die Distanz der Atome zueinander entscheidet also über den Zustand. Diese Distanzen werden hauptsächlich von der Wärmeenergie beeinflusst. Das bedeutet am Beispiel des Wasser Kochens, je wärmer das Wasser, desto größer der Abstand der Teilchen und es wird gasförmig. Je kälter der Stoff, desto näher die Teilchen und der Stoff wird fest.
Gas als entzündlicher Stoff
Ein Brennstoff ist ein chemischer Stoff, dessen gespeicherte Energie sich durch Verbrennung in Hitze umwandeln lässt. Brenngase sind Brennstoffe, die bei Normaltemperatur gasförmig sind. Wenn Brenngase sich mit Sauerstoff aus der normalen Luft vermischen, entsteht ein entzündlicher Stoff, der brennen kann. Aus chemischer Sicht ordnen sich die Teilchen des Sauerstoffs und die Teilchen des Brenngases neu an. Bei dieser neuen Anordnung kommt es zu einer Energiefreisetzung. Diese Energiefreisetzung ist die Wärme. Einige Brenngase brennen aber nicht sofort. Zusätzlich muss eine Zündquelle die Stoffe entzünden. Sobald dann einmalig die Grundenergie zum zünden hinzugegeben wurde, brennt das Gas meist durchgehend, da die kontinuierliche Wärmefreigabe als eigen erstelle Zündquelle fungiert. So brennen Brenngase so lange, bis der Stoff nicht mehr in Kontakt mit der Luft kommt ähnlich wie bei einem Feuerzeug.
Verbrennung
Wenn der Brennstoff eine feste, flüssige oder gasförmige Verbindung ist, die Kohlenstoff enthält, kommt es bei der Verbrennung meist zur Bildung von Flammen (Feuer).Eine Verbrennung ist eine exotherme Redoxreaktion. Einfach ausgedrückt: Exotherm bedeutet - bei der Verbrennung wird Wärme freigesetzt. Redoxreaktion bedeutet, dass das Brenngas und Sauerstoff eine chemische Reaktion eingehen bei der Energie freigesetzt wird oder Energie absorbiert wird. Im Fall eines Feuers, dass Hitze entwickelt handelt es sich immer um eine chemische Verbrennung die Energie freisetzt. Sauerstoff wird als Oxidationsmittel bezeichnet. Dies bedeutet nur, dass der Sauerstoff einen Teil der Ausgangsstoffe ausmacht um Energie frei zu setzen. Verbrennungsreaktionen verlaufen exotherm, also unter Abgabe von Energie in Form von Wärme und Licht.
B Begriffliche Abgrenzung Kartusche
Der Begriff Kartusche hat viele verschiedene Bedeutungen. Der Begriff kommt in der Kunst vor. Hier handelt es sich um ein stilistisches Element bei Ornamenten. Die Hülse einer Patrone wird bei Waffen auch als Kartusche bezeichnet. Bei Druckern spricht man auch von Tonerkartuschen. Obwohl dieser Begriff vielfältig Anwendung findet, haben all diese Gegenstände eines gemein. Es handelt sich um ein Gehäuse. Meist hat dieses Gehäuse eine zylindrische Form. Auch bei kleinen Behältern befüllt mit Gas spricht man von Gaskartuschen. Es handelt sich um besonders kleine Gasbehälter mit etwa 15–200 ml Innenvolumen, die Gas typisch unter höherem Druck (30–200 bar) enthalten. Ist ein Gasbehälter jedoch wiederbefüllbar und eher großvolumig, so wird er meist nicht als Gaskartusche, sondern als Gasflasche bezeichnet. Eine Kartusche im Kontext Gaskartusche hat also die Eigenschaft, einen Druck und eine Temperatur im Inneren aufrecht erhalten zu können.
