Gegenstromprinzip – Enten frieren nicht an den Füßen!

Winterzeit! Kalte Zeit! Die Seen frieren zu, Schnee bedeckt die Landschaft und wir verbringen die meiste Zeit in unserem warmen Zuhause. Allerdings ist es den meisten Tieren nicht vergönnt, sich vor die Heizung oder den Kamin zu legen, wie beispielsweise einem Hund oder einer Katze. Allerdings wollen das viele Tiere auch gar nicht, da ihnen die Kälte nämlich nicht das Geringste ausmacht. Enten beispielsweise verfügen über eine Besonderheit, die ihnen den Aufenthalt in der Kälte erheblich erleichtert.

Enten frieren nicht an den Füßen

Enten können problemlos auf Eisflächen stehen und gehen, ohne an ihnen festzufrieren. Dies verdanken sie einem besonderen Mechanismus in den Blutbahnen ihrer Beine – dem Gegenstromprinzip! Dieses verhindert, dass eiskaltes Blut aus den Füßen in den Rumpf wandert. Somit kommen die kälteempfindlichen Organe nicht mit dem kalten Blut in Kontakt.

Das Gegenstromprinzip

Beim Gegenstromprinzip handelt es sich um eine Art Wärmetauscher: Das kalte, sauerstoffarme Blut aus den Füßen fließt über die Venen in Richtung Herz. Die Venen verlaufen im Bein parallel und in engem Kontakt mit den Arterien, die das warme, sauerstoffreiche Blut vom Herzen in die Füße leiten. Wenn beide Ströme aneinander vorbeifließen, kühlt das kalte, venöse Blut das warme, arterielle Blut ab und umgekehrt. Auf diese Weise gelangt angewärmtes Blut in den Rumpf und abgekühltes Blut in die Füße (siehe Abbildung).

Darum kleben Enten nicht auf dem Eis fest, wir aber schon!

Wie bereits beschrieben, sorgt das Gegenstromprinzip dafür, dass Enten immer kalte Füße haben. Somit können sie keine Wärme an ihre Umgebung abgeben und bringen das Eis nicht zum Schmelzen, wie beispielsweise unsere Füße das machen würden. Würde das Eis antauen und schnell wieder gefrieren, würden die Enten auf dem Eis festfrieren. Im Vergleich zu uns, sind sie in puncto Eissparziergang mit nackten Füßen klar im Vorteil! Haben wir ein Pech!

Das Gegenstromprinzip spart Energie

Nicht nur Enten bietet dieses Prinzip einen Vorteil, auch Hausbesitzern bringt es einen Nutzen! Denn Wärmetauscher werden auch in Häusern eingesetzt, um Energie zu sparen. Hierbei werden Wasser- und Luftleitungen so angebracht, dass die Restwärme von Abwasser und Abluft dafür sorgt, dass das frische Wasser oder die frische Luft vorgewärmt werden. 

Grundvoraussetzung für das Funktionieren dieses Prinzips ist eine ausreichend gute Wärmeleitfähigkeit der interagierenden „Materialien“ (Gefäße, Leitungen, …) sowie die Nähe zueinander. Wer sich mit den Grundlagen der Wärmeleitfähigkeit auseinandersetzen möchte, kann dies zum Beispiel mit diesem Versuch im Schulunterricht machen: https://www.phywe.de/de/thermische-leitfaehigkeit-von-metallen.html

Weiterführende Informationen finden Sie hier:

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.