Wärmetauscher

Vögel kriegen kalte Füße - warum Enten und Pinguine nicht festfrieren, unsere Zunge aber schon

Enten und auch andere Vögel können sich im Winter risikofrei auf eisigem Untergrund trollen und auch an Ort und Stelle verweilen. Würde sich aber ein Mensch barfuß auf einen gefrorenen See stellen, könnte er sich in kurzer Zeit nicht mehr von der Stelle rühren. Wie machen die Vögel das also, was unterscheidet einen Entenfuß vom Menschenfuß?

Bei Enten findet im Bein ein Wärmeaustausch statt. Venen, die das kalte Blut vom Fuß zum Herz führen und Arterien, die warmes Blut vom Herz nachliefern liegen sehr eng und dicht umschlungen bei einander. So wird die Wärme noch im Entenkörper ausgeglichen und geht nicht über die Füße verloren. Das verhindert auch das Festfrieren der Ente, denn Enten haben imme kalte Füße.
Wärmeaustausch im Entenfuß

Den Trick, den die Enten nutzen, kennen auch wir Menschen. In modernen Häusern, sorgen sogenannte Wärmetauscher für Energieersparnis. Dabei nutzt man die Restwärme von Abluft und Abwasser in Gebäuden um frisches Wasser oder Luft vorzuwärmen. Enten haben in ihren Beinen eingebaute Wärmetauscher. Das kalte Blut von den Füßen fließt in den Venen zurück zum Herzen. Die Venen laufen dabei parallel und eng verflochten mit den Arterien, die warmes, sauerstoffreiches Blut vom Herzen bringen. Im Gegenstromprinzip kühlt so das venöse Blut das arterielle vor bzw. wärmen die Arterien das zurückströmende Blut in den Venen an. Somit haben die Enten immer kalte Füße. Das spart einerseits Energie, die sonst von den Füßen an die Umgebung abgegeben würde. Andererseits sorgt es dafür, dass Enten auf Eisflächen nicht festfrieren können. Dazu wäre es nämlich nötig, dass die Entenfüße das Eis erwärmen und zum Schmelzen bringen würden, wie das ein Menschenfuß tut. Dieses angetaute Eis könnte in der kalten Umgebung schnell wieder abkühlen und die Ente dabei festfrieren. Die Natur hat hier wieder einmal eine beeindruckende Entwicklung erreicht.

Hält man seine Zunge an eine gefrorene Metallstange, so wird die Wärme schnell von der Kontaktstelle weggeführt. Denn Metall leitet Wärme sehr gut. Die Kontaktstelle kühlt sich ab und die Spucke auf der Zunge gefriert. Da die Zunge viele kleine Poren hat, reicht der Eiskristall in die Oberfläche hinein und die Zunge friert fest.
Festfrieren einer Zunge an einer Metallstange

Ein Effekt bei ähnlicher Ausgangslage kann für viel Gelächter aber auch Schmerzen auf dem Schulhof oder beim Skifahren führen. Die Versuchung scheint nämlich für viele Menschen groß, mit ihrer Zunge gefrorene Metallstangen abzulecken. Dabei passiert es ganz schnell, dass man mit der Zunge nicht mehr weg kommt. Sie ist angefroren! Physikalisch passiert dabei folgendes: Das Metall ist sehr kalt, die Zunge sehr warm. Auf der Zunge befindet sich immer ein wenig Spucke. Hält man nun die feuchte Zunge an das kalte Metall, so kann sich der Speichel an der Kontaktstelle Zunge-Metall sehr schnell abkühlen. Denn Metall ist ein sehr guter Wärmeleiter, es kann die Wärme der Zunge schnell von der Kontaktstelle abführen. Damit gefriert der Speichel und wirkt wie ein kalter Kleber. Denn die Zunge hat viele kleine Poren, in die der Eiskristall hinein reicht. Man kommt nicht mehr von der Stange weg. Zumindest nicht ohne Schmerzen. Um sich aus dieser misslichen Lage zu befreien, muss man versuchen, den Kontakt durch Anwärmen zu lösen. Wohl dem, der zufällig eine warme Flüssigkeit in einer Thermoskanne mit sich führt. Die anderen müssen entweder die Stange in der Nähe der Zunge mit den Hände anwärmen oder auf fremde Hilfe vertrauen.