2+1-Straßen

Die meisten größeren Straßen sind zweispurig, eine Spur pro Richtung. Manchmal haben sie breite Randstreifen, was sehr gut zum Radfahren ist.

Nun gibt es in verschiedenen Ländern eine Vorliebe für dreispurige Straßen. Bis in die 80er Jahre waren es oft drei gleichberechtigte Spuren, aber wegen der Gefahr von Frontalkollisionen scheint das heute nicht mehr üblich zu sein. Bei hohem Verkehrsaufkommen wird so jeweils abwechselnd für eine der beiden Richtungen eine zweite Spur angeboten und so werden immer wieder Überholmöglichkeiten trotz dichtem Gegenverkehr geschaffen. Meistens gibt es eine durchgezogene Linie, die die Fahrtrichtungen trennt. Was kaum ein Autofahrer weiß, ist dass er Radfahrer auch bei freier Straße nur an den Abschnitten überholen dürfte, wo zwei Spuren für die eigene Fahrtrichtung zur Verfügung stehen. Wenn kein Gegenverkehr ist, ist das ein Verstoß, der nicht wirklich stört und es wäre sicher gut, hierfür eine Regelung zu finden. Aber heute verstoßen 99% der Autofahrer hier gegen die Regeln.

In Schweden baut man diese 2+1-Straßen immer mit einer Mittelleitplanke und möchte so Frontalkollisionen besonders wirksam verhindern. Wenn eine Straße, die vorher breite Randstreifen hatte, so umgebaut wird, dann ist der einspurige Teil eine relativ breite Spur, aber doch zu schmal und man sollte als Radfahrer hier relativ weit links fahren, damit Autofahrer mit kleiner Differenzgeschwindigkeit überholen, wenn man sie natürlich vorbeilässt, sobald sie etwas abgebremst haben. Mit Lastwagen oder längeren Autokolonnen ist es noch schwieriger. Aber man kann diese 2+1 Straßen fahren und sollte sich davon nicht abschrecken lassen. Die zweispurigen Abschnitte sind immer gut zu fahren, denn durch die einspurigen Abschnitte ist ja das Verkehrsaufkommen beschränkt und so können Autofahrer die Überholspur benutzen.

Neuere 2+1-Straßen in Schweden wurden mit einem dafür optimierten Querschnitt angelegt. Die einspurigen Abschnitte haben einen Randstreifen, der breit genug ist, dass Autos und Radfahrer problemlos aneinander vorbei passen, auch Lastwagen. Man sieht dies an der E4 von Sundsvall nach Luleå. Im Süden hat man die Straße zuerst auf 2+1 umgestellt und tendenziell die einspurigen Abschnitte zu schmal gemacht. Weiter nördlich, vielleicht 50 km vor Umeå, ist dann der Randstreifen an den einspurigen Abschnitten vorhanden. Man kann sich leicht klarmachen, dass ohne Randstreifen und Mittelleitplanke auf denselben Platz auch vier Spuren passen würden, aber in diesem Fall sind drei Spuren genug und man fand anscheinend die Vermeidung von Frontalkollisionen wichtiger als die Kapazität und Durchschnittsgeschwindigkeit zu erhöhen. Zwischen Piteå und Luleå, noch weiter nördlich, wo der Verkehr auch tendenziell noch weniger ist, ist die E4 dann vierspurig mit einer Mittelleitplanke und ohne Randstreifen. Auch das ist gut und angenehm zum Radfahren. Dafür braucht man nur wenig mehr Fahrbahnbreite als für die richtige 2+1-Lösung mit einem Randstreifen beim einspurigen Abschnitt. Vom Verkehrsaufkommen würden zwei Spuren hier gut ausreichen.

Ich will hier nicht exzessiven Straßenbau propagieren, sondern lieber fragen, ob es richtig ist, immer mehr MIV mit immer mehr und breiteren Straßen zu haben, aber das soll vielleicht mal in einem anderen Artikel thematisiert werden.

Es zeigt sich jedenfalls am Beispiel der E4, dass man eine solche Fernstraße mit drei oder vier Spuren über eine längere Strecke gut gemeinsam mit Radfahrern und Autofahrern und Lastwagen benutzen kann. Die beiden Varianten mit etwas mehr Straßenfläche sind dafür am besten geeignet.

Share Button

Chemische Reaktionen

Alle, die etwas über Chemie lernen, bekommen irgendwelche Reaktionsformeln vorgesetzt, wo etliche Reaktionspartner miteinander reagieren und irgendwelche dabei Reaktionsprodukte aus den Ausgangsprodukten entstehen. Das passiert einfach so. Man kann Reaktionsgeschwindigkeiten ermitteln. Das bezieht sich nicht auf die einzelne Reaktion auf Molekülebene, die man als einen Schritt ansieht, der praktisch keine Zeit in Anspruch nimmt, sondern auf die Zeit, die es dauert, bis die (fast) gesamte Substanz oder ein bestimmter Prozentsatz umgesetzt worden ist.

Nun muss man sich aber die Reaktion von einzelnen Molekülen eher wie ein Fussballspiel vorstellen. Wir sehen nur das Endergebnis. Das Spiel findet in Femtosekunden und Picosekunden statt und ist selbst mit guten „konventionellen“ Messgeräten nicht einfach so sichtbar. Nun gibt es heute z.B. beim CERN Messgeräte, die sogar Elementarteilchen, also die Bausteine der Atome, erkennen können. Allein unser „Sehen“ basiert ja auf farbigem Licht und die Wellenlängen sind im Bereich von 3.8\cdot 10^{-7}{\mathrm m} bis 7.8\cdot 10^{-7}{\mathrm m}, während Moleküle typischerweise eine Größe von etwa 10^{-10}{\mathrm m} haben. Die Farben kommen dadurch zustanden, dass Energieniveaus der Bindungsorbitale gerade die Energie von einzelnen Lichtquanten einer bestimmten Farbe durch einen Übergang absorbieren können. Einzelne Wellenbewegungen des sichtbaren Lichts dauern im Bereich von wenigen Femtosekunden. Nun dauern Schwingungen von Molekülen, Atomen und Bindungen auch im Bereich von Femtosekunden und das scheint so etwa die zeitliche Auflösung zu sein, mit der man interessante Beobachtungen machen kann. Sozusagen das Fußballspiel, das zu dem beobachtbaren Ergebnis führt. Nicht nur auf physikalischer Ebene müssen Geräte, die in dem Bereich etwas messen können, sehr anspruchsvoll sein, einige Dektetoren im CERN sind so groß wie ein Haus und beobachten sozusagen die kleinsten Teile, die es überhaupt gibt. Auch die Informatik ist eine Herausforderung, weil man innerhalb von sehr kurzer Zeit riesige Massen an Messdaten erhält und erstmal überhaupt vorsortieren und den interessanten Teil abspeichern muss. Dann muss man einiges rechnen, was mit einer Java-Enterprise-Applikation vielleicht eine Million Jahre dauern würde, also mit um einige Größenordnungen effizienteren Methoden arbeiten als die übliche Business-Informatik. Ja, das ist möglich und wird gemacht. Messen ist in diesem Bereich schwierig, weil Messungen die Realität verändern. Das klingt komisch, aber wir kennen das Prinzip ja auch aus der menschlichen Interaktion. Um etwas herauszufinden, können wir unsere Mitmenschen fragen. Die Frage transportiert aber schon Information und Emotionen und verändert auf diese Art gewissermaßen die Realität….

Wie dem auch sei, eine chemische Reaktion wie
{\mathrm N}_2 + 3{\mathrm H}_2 \rightarrow 2{\mathrm N\mathrm H}_3,
also die Gewinnung von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff, findet nicht einfach so ein einem Schritt statt. Die Zwischenschritte sind aber viel weniger bekannt, weil die Zwischenzustände sehr kurzlebig sind. Heute hat man aber Möglichkeiten oder zumindest Ansätze, um diese Dinge zu erforschen und nennt dieses Gebiet Femtochemie.

Man muss sich vorstellen, dass man einen fast leeren Raum hat, in dem sich winzige Gasmoleküle, also \mathrm N\mathrm H_3, \mathrm N_2 und \mathrm H_2 mit hohem Tempo bewegen. Diese Moleküle sind nicht Kugeln, sondern sie bestehen aus Atomen und deren Bindungen, haben also eine innere Struktur und Freiheitsgrade, um sich zu bewegen und zu schwingen. Weil es so viele Moleküle gibt und diese sich so schnell bewegen, kommt es trotz deren geringer Größe häufig zu Kollisionen. Diese können rein physikalisch wie bei elastischen Gegenständen ablaufen, aber auch zu chemischen Reaktionen führen. Für die Begegnung von zwei Molekülen gibt es schon sehr viele Möglichkeiten: Treffen sie zentral aufeinander oder streifen sie sich? Wie sind die Moleküle in dem Moment gedreht? Welche Schwingungen und welche Drehbewegungen führen sie in dem Moment aus? In welchen Energiezuständen befinden sich die Bindungen und die Elektronenschalen? Wie große ist die Differenzgeschwindigkeit? Zusammengefasst aus den vorigen Aspekten: welche Energie bringen die Moleküle in die Kollision ein? Diese Energie kann ausreichen, um Bindungen aufzubrechen und damit eine Kette von vielen Zwischenschritten zu eröffnen.

Dass sich zwei Moleküle begegnen, findet relativ häufig statt. Dass sich drei am selben Ort zur selben Zeit begegnen, ist schon ein selteneres Ereignis, es mag aber noch gelegentlich vorkommen und eine begrenzte Relevanz für die Chemie haben. Begegnungen von mehr als drei Molekülen sind aber sicher zu unwahrscheinlich, um für die Chemie eine Rolle zu spielen. Die obige Ammoniak-Reaktion ist also sicher ein Gesamtergebnis eines Prozesses mit mehreren Zwischenschritten, also quasi das Spielergebnis, ohne dass man das Spiel gesehen hat.

Diese Reaktion ist interessant, weil sie so schwierig zu bewerkstelligen ist und so eine große Bedeutung für die Menschheit hat.
Es gibt viel kompliziertere Reaktionen und heutige High-Chem-Produkte bestehen aus komplizierten Molekülen, entsprechend komplex sind die wirklichen Reaktionsabläufe und die Zwischenschritte.

Wenn man übrigens statt Stickstoff Luft verwendet, wird der Wasserstoff fast ausschließlich mit dem Sauerstoff reagieren, auch wenn es viel weniger Sauerstoff als Stickstoff gibt.

Share Button