Ursprüngliche Mischungsverhältnisse von Schwarzpulver

[Bullenwächter]

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Re: Anzahlen von Mischungsverhältnissen ermitteln

Beitragvon Bullenwächter » 04.08.2022 19:29
Das Greift genau in eine Fragestellung die ich zu Pulverresten aus Tongranaten aus dem 16./17. Jahrhundert habe.

https://www.franzkowiak.de/index.php/de ... naten.html

In den Granaten haben wir Reste der ehemaligen Ladung aus Schwarzpulver gefunden, von denen nach der mehrhundertjährigen Feuchtbodenlagerung augenscheinlich nur noch Holzkohle und Schwefel vorliegen, wie Brennproben an Pulverresten andeuten. Der Sallpeter wurde aus den Granaten ausgewaschen, bzw. von Pflanzenwurzeln aus den Granaten herausgezogen.

Aktuell bin ich auf der Suche nach Möglichkeiten der einer quantitativen Bestimmung von Schwefel und Holzkohle aus den vorliegenden Pulverresten, mit der Hoffnung, Hinweise auf die ursprüngliche Pulverrezeptur zu erhalten.

Die optimale Rezeptur entspricht 75 % (Gewicht) Salpeter, 10 % Schwefel und 15 % Holzkohle, diese wurde bereits im 15. Jh. angewandt, aber in historischen Rezepten finden sich zahlreiche Variationen, mit je nach Einsatzzweck oder Intention des Autoren (z.B. um sich unentbehrlich zu machen) in den Anteilen variieren.

[Bullenwächter]

Benutzer Sculpteur antwortete darauf:

Hallo Bullenwächter,

gibt es eine Möglichkeit für Zugriff auf Referenzwerte für die Materialien mit denen Ihr arbeitet? D.H. Referenzwerte zu der Schüttungsdichte der Materialien (Verhältnis Volumen zu Gewicht)?
Falls nicht, gibt es eine Möglichkeit, Referenzmessungen durchzuführen (z.B. 10 Referenzmessungen mit unterschiedlichen gestaffelten Mischungsverhältnissen)?

Von besonderem Interesse ist dabei die Frage, inwiefern sich die Schüttdichte der einzelnen Komponenten verhält im Verhältnis zu den miteinander verührten Komponenten (z.B. mögliches "Zusammensacken" einer Granatenfüllung).

Von großer Bedeutung für Deine Fragestellungen werden folgende Fragen sein, die daraus resultieren:

1: Wie hoch war der ursprüngliche Trockenheitsgrad der Materialien (Feuchtegrad) im Verhältnis zum Feuchtegrad bei Fundlage? Feuchtigkeit kann bei den Volumenverhältnissen eine Rolle gespielt haben (vorher/nachher). Dabei ist natürlich die Frage, unter welchen Bedingungen die Granaten hergestellt wurden.

2. Eine entscheidende Frage ist, ob die Füllungen der Granaten (im Verhältnis zum Innenvolumen der Keramikkörper) vollständig waren, oder die Tonkörper nicht vollständig aufgefüllt wurden.

3. Eine weitere gewichtige Frage behandelt die Art und Weise der Verfüllung: Wurde die Verfüllung loose eingeschüttet (Schüttdichte) oder verdichtet? Bei potenzieller Verdichtung müsste dann noch eine Datenerhebung zu den Dichtegraden im Vergleich ermittelt werden, weil in ein Gefäß ja mehr verdichtetes Material hineinpasst als unverdichtetes.

Ich denke, die wesentlichsten Argumente für Effektivität werden schließlich Abrrennproben und und Erprobungen des fertigen Produkts unter Laborbedingungen sein...

Da wir immerhin von Erprobungen von Sprengstoffen im wissenschaftlichen Sinne reden, ist die Frage, inwieweit wir dieses Thema hier im Forum (wegen des verbotenen Nachahmungseffekts) öffentlich weiter ausbreiten sollten.

Meine Anregung ist deshalb, dass wir dieses Thema gerne in einem separaten Thema im internen Bereich dieses Forums weiter besprechen.

[Bullenwächter]

Hallo

Bedenken bezüglich der Verbreitung illegaler Informationen hier hege ich nicht, denn die Rezeptur von Schwarzpulver gehört weitgehend zum Allgemeinwissen und kann in Lexika, Schulbüchern und bei Wikipedia nachgelesen werden.

Zu den Feuchtegraden, den Füll- und Verdichtungsgraden können wir leider garnichts sagen, denn die Granten wurden in einer Notaktion notdürftig geborgen, ausgespült und eingelagert ohne genauer untersucht oder dokumentiert worden zu sein.

Historische Rezepte geben nicht her, zu welchem Grad die Kammern gefüllt das Pulver in der Granate verdichtet werden sollte. Die Pluverreste liegen als staubfeine Ablagerungen und teils als Klumpen in den Granaten vor. Sie geben keinen Hinweis auf deren Füllgrad da möglicherweise auch Reste des Pulvers beim Ausspülen in andere Granaten verlagert wurden. Wir haben lediglich eine einzige, bei denen die Chance besteht, dass dort noch eine unberührte Füllung vorliegen könnte, da das Mundloch bis oben mit Lehm gefüllt ist. Wir hoffen, dass sie nicht ausgespült wurde und Reste der unberührten Füllung unter dem eingedrungen Lehm vorliegen. Diese müsste im Labor "ausgegraben" oder eine minimalinvasive Probe gezogen werden, was trotzdem ein massiver, irreparabler Eingriff in die historische Substanz wäre. Hier sind wir och in Diskussion mit dem Museumsleiter.

Für uns wären folgende Details interessant:
- Die Anteile der vorliegenden Komponenten Schwefel und Holzkohle, und evlt. weitere
- Korngrößenverteilung von Schwefel und Holzkohle
- evtl. Holzartenbestimmung der Holzkohle

Ob sich aber die Untersuchung im Hinblick auf die historische Pulvermischung tatsächlich lohnt weiß ich nicht, da sich zu viele Variationen durch den unbekannten Salpeteranteil ergeben. Aber zumindest hätten wir Daten zu den zwei erhaltenen Komponenten. Eine weitere Unsicherheit kommt hinzu, da unklar ist ob Teile des Schwefels ebenfalls im Laufe der mehrhundertjährigen Bodenlagerung durch Mikroorganismen, Pflanzen oder durch chemische Prozesse reduziert wurden.

[Sculpteur]

Hallo Bullenwächter,

Vielen Dank für die Informationen!
Ich sehe anhand der Fundlage gerade leider auch gar keine Möglichkeiten für eine weitere Vorgehensweise, weil in der Gleichung zu viele Parameter miteinander in Deckungsgleichheit gebracht werden müssen.
Unter diesen Voraussetzungen glaube ich auch nicht, dass sich die ursprüngliche Pulvermischung überhaupt verlässlich ermitteln lässt.
Allein die Zerkleinerungsgrade von Holzkohle (je nach Zerkleinerungsart und Holzart) können - je nach Holzart z.T. variieren...

Hier könnte zwar viel ausprobiert werden, aber es wäre niemals Im wissenschaftlichen Sinne aussagekräftig.

Die vorliegenden Berechnungen im Prozentbereich haben ja aufgezeigt, das sehr viele Mischungsverhältnisse in Frage kommen können.

[Bullenwächter]

Das sehe ich ähnlich, zu viele Variablen und Unsicherheiten erschweren aussagekräftige Ergebnisse in Bezug auf die Pulverrezeptur.

Wir werden erst einmal versuchen die Korngrößen und die vorliegende Zusammensetzung bestimmen zu lassen - und falls es die Korngröße der Kohle hergeben sollte hoffen wir auf die Identifizierung der Holzarten.

[Sculpteur]

Hallo Andi, ich habe aufgrund eines durchregneten Tags noch einmal darüber nachgedacht, wie man die Sache mit dem Nachvollziehen der Mischungsverhältnisse angehen könnte. Ich werde meine Ergebnisse hier einstellen, sobald ich sie selbst verstanden habe Das Ganze ist von der Darstellung und Kommunikation her über ein Forum etwas kompliziert...

[NACHTRAG 07. u. 08.12.2024:]
- IRRTÜMER, RECHEN- UND LOGIKFEHLER TROTZ SORGFÄLTIGSTER PRÜFUNG VORBEHALTEN -

SYSTEMATISCHEN ERPROBUNG TERNÄRER MISCHUNGEN:
Bei der Erforschung und Erprobung sog. Ternärer Mischungen ist die Anwendung des sog. Gibb´schen Diagrams ("Gibbsches Dreiecksdiagramm") sinnvoll und sehr praktisch. Mischungsverhältnisse lassen sich übersichtlich und strukturierbar aus einem Gibb´schen Diagramm ablesen. Die gewählte "Schrittigkeit" einer jeweiligen potenziellen Versuchsreihe entscheidet dabei im Vorfeld über den Gesamtaufwand und die potenzielle (unter günstigen Parametern eventuell mögliche) "Erkenntnisausbeute" einer Versuchsreihe. Das vorherige Festlegen einer Grobeinteilung für Versuchsschritte und die anschließende feingliedrigere Betrachtung von Zwischenergebnissen hängt dabei von mathematischen Bedingungen ab: die Anzahl möglicher Mischungsverhältnisse dreier miteinander vermischbarer verschiedener Komponenten steigt enbtsprechend proportional den zuvor jeweils – und im weiteren Verlauf - festgelegten Parametern. Dabei ist eine mathematisch betrachtete Analyse ternärer Mischungen stets als idealisiertes theoretisches Konstrukt zu betrachten: in Abhängigkeit zu erprobten und miteinander vermischten Komponenten (z.B. Materialien, Grundstoffe, etc.) sowie deren Gesamtgüte und Zusammensetzung; ebenfalls in Abhängigkeit von Umweltbedingungen (klimatische Bedingungen wie z.B. Luftfeuchte, Materialfeuchte etc.) eignen sich systematische Untersuchungen ternärer Mischungen also bedingt, um aufschlussreiche verlässliche Aussagen über tatsächlich verwendete historische Mischungsverhältnisse bestimmter ehemals miteinander vermischter Komponenten abzuleiten.
Die Frage der Qualitätsgüte verwendeter Materialien spielt bei einer jeweiligen spezifischen Versuchsreihe dabei stets eine sehr große Rolle und kann Ergebnisse dementsprechend verfälschen (z.B: welche Holzsorte welcher Qualität wurde zu Holzkohle verkohlt, wie wurde sie verkohlt, welche Qualitätsgüten oder eventuellen Verunreinigungen weisen die weiteren verwendeten Komponenten auf, woher stammen sie? Wie wurden sie gewonnen? In welcher Güte wurden sie weiterverarbeitet (z.B. Verrmahlen und Feinsieben; z.B. Gesamtprozess der Vermischung von Komponenten?).
Werden all diese möglichen Fragen jedoch zunächst außer acht gelassen um eine Annäherung an eine Fragestellung überhaupt zu ermöglichen, dient uns das systematisierte Untersuchen von Mischungsverhältnissen als ein grober erster Anhaltspunkt dafür, wie z.B. eine historische Pulvermischung (Schwarzpulver/Schießpulver) beschaffen gewesen sein könnte. Um eine Versuchsreihe dabei möglichst sinnvoll zu konzipieren ist es sicherlich erforderlich, sich auf eine Auswahl bestimmter Materialien mit möglichst gleichbleibender Qualität und Verabreitungsgüte zu fokussieren und beim Versuchen auch möglichst gleichbleibende Umweltbedingungen zu erzeugen.

- ich muss wohl nicht extra erwähnen dass sich die hier erörterten Vorgehensweisen auf alle möglichen Zusammenhänge übertragen lassen wie z.B. das Nachempfinden von Rezepturen jedweder Art mit 3 Komponenten (z.B. Metallguß, Bierbrauen, Brotbacken etc.etc.)

FEINGLIEDERUNG EINER JEWEILIGEN VERSUCHSREIHE:
Bei der Frage nach der Gliederung und Feingliederung einer Versuchsreihe entscheiden insbesondere bisherige Erkenntisse und Materialeigenschaftehn darüber, welcher Bewertungsmaßstab zu Beginn einer Versuchsreihe und schließlich im weiteren Verlauf angelegt wird. Im Folgenden bin ich hier von einem fiktiven Szenario ausgegangen, dass mit funktionierenden Schießpulvermischungen rein gar nichts zu tun haben muss, sondern die mathematische Vorgehensweise bei der effizient gestaltbaren Erprobung ternärer Mischungen erläutern soll.

SYSTEMATISIERTE EFFEKTIVE UNTERSUCHUNG TERNÄRER MISCHUNGEN AM BEISPIEL DES MISCHENS VON FARBTÖNEN:
Weil ich zum Herstellen ternärer Mischungen für die Herstellung von Schießpulver keine tatsächlichen Erfahrungswerte beisteuern kann, habe ich für die Erläuterung des hier besprochenen grundlegend anwendbaren Prinzips eine Vorgehensweise gewählt, die das (fiktive) Mischen von Farbtönen (z.B. mit Wasserfarben) betrifft.
Davon ausgehend dass sich die Durchmischung dreier verschiedener Komponenten "linear" verhält und keine "chaotischen und asymetrischen" Ergebnisse liefert (wie sie bei der Vermischung von verschiedenen Substanzen und Materialien - etwa in der Schießpulverherstellung - möglicherweise; aber ohne dass ich dies beurteilen könnte; berücksichtigt werden müssen) lässt sich eine die Effizienz steigernde Vorgehensweise für Versuchsreihen folgendermaßen (beispielhaft) durchführen:

BEISPIEL: SYSTEMATISIERTES TERNÄRES MISCHEN DREIER FARBTÖNE (GELB, MAGENTA, CYAN):
Hier im fiktiven Beispiel lege ich die Majorität für das ternäre Vermischen der Grundkomponenten (das sind hier im fiktiven Beispiel: Gelb, Magenta, Cyan als Wasserfarben) mit 8 : 1 : 1 fest. Das bedeutet: die ternären Mischungen werden im Ersten Verlauf der Versuchsreihe in 10%-Schritten absolviert (weil: 8 + 1 + 1 = 10; 10 = 10%; 10 * 10 = 100%)


SCHRITT 1 FIKTIVE VERSUCHSREIHE:
Folgende Grundaufstellung habe ich also für die fiktive Versuchsreihe gewählt:
Majorität = 8 : 1 : 1
Gliederung (1te Ebene) = 10%-Schritte
anschließende Feingliederung = 3+1/3%-Schritte (3,333<Periode>%-Schritte)

Durch die entsprechenden "Voreinstellungen" als Parameter ergibt sich im Ersten Verlauf der Versuchsreihe folgende Möglichkeiten, die drei gewählten Grundkomponenten miteinander (ternär) zu vermischen:

MISCHUNGSÜBERSICHT AUS SCHRITT 1 (Grobskalierung):
[ZEILE] / [KOMPONENTE A = GELB in %] / [KOMPONENTE B = MAGENTA in %] / [KOMPONENTE C = CYAN in %]
[0] / [%] / [%] / [%]
[1] / [10] / [10] / [80]
[2] / [10] / [20] / [70]
[3] / [10] / [30] / [60]
[4] / [10] / [40] / [50]
[5] / [10] / [50] / [40]
[6] / [10] / [60] / [30]
[7] / [10] / [70] / [20]
[8] / [20] / [10] / [70]
[9] / [20] / [20] / [60]
[10] / [20] / [30] / [50]
[11] / [20] / [40] / [40]
[12] / [20] / [50] / [30]
[13] / [20] / [60] / [20]
[14] / [20] / [70] / [10]
[15] / [30] / [10] / [60]
[16] / [30] / [20] / [50]
[17] / [30] / [30] / [40]
[18] / [30] / [40] / [30]
[19] / [30] / [50] / [20]
[20] / [30] / [60] / [10]
[21] / [40] / [10] / [50]
[22] / [40] / [20] / [40]
[23] / [40] / [30] / [30]
[24] / [40] / [40] / [20]
[25] / [40] / [50] / [10]
[26] / [50] / [10] / [40]
[27] / [50] / [20] / [30]
[28] / [50] / [30] / [20]
[29] / [50] / [40] / [10]
[30] / [60] / [10] / [30]
[31] / [60] / [20] / [20]
[32] / [60] / [30] / [10]
[33] / [70] / [10] / [20]
[34] / [70] / [20] / [10]
[35] / [80] / [10] / [10]

Die vorstehend festgelegten (fiktiven) Bedingungen erzeugen also eine fiktive Versuchsreihe von insgesamt 35 zu erprobenden ternären Mischungsverhältnissen bei einer Majorität von 8 : 1 : 1 (10%-Schritte).

Aus der beschriebenen tabellarischen Reihe von Mischungsverhältnissen in 10%-Schritten wähle ich nun eine bestimmte Reihe (Zeile) als Eingrenzung aus um zu erläutern, wie der Prozess der Erprobung von möglichen Mischungen nun im weiteren Verlauf der fiktiven Versuchsreihe effizient (je nach gewählten Parametern) optimiert werden kann.

SCHRITT 2 FIKTIVE VERSUCHSREIHE:
Im zweiten Schritt der fiktven Versuchsreihe kann nun stärker eingegrenzt werden unter der Voraussetzung dass sich im Ersten Schritt der Versuchsreihe ein für ableitbare Aussagen einigermaßen brauchbares Ergebnis eingestellt hat (Beispiel: ein bestimmter gesuchter Farbton hat sich als ternäre Mischung aus Gelb, Magenta und Zyan "ungefähr" ergeben; eine Schwarzpulvermischung "funktionierte" z.B. möglicherweise bei einem Abbrenntest "einigermaßen").
Im Hinblick auf das gewählte Beispiel der Anwendung auf die Mischung von Farben verdeutliche ich nun im Folgenden den zweiten Schritt der Versuchsreihe, in dem verfeinerte Ergebnisse erzielt werden können wobei das Hauptaugenmerk der Reduzierung der Vielzahl möglicher Mischungsverhältnisse gilt, die erprobt werden könnten.
Bei Verwendung eines Gibb´schen Diagramms ist diese Verfeinerung der Untersuchung und Erprobung von möglichen Mischungsverhältnissen relativ einfach zu bewerkstelligen: hierfür wird einfach ein hoffnungsrächtiges Zwischenergebnis aus Schritt 1 der fiktiven Versuchsreihe im Diagramm markiert. Anschließend wird das "Suchraster" in diesem markierten Bereich des Diagramms verfeinert. In dem hier verwendeten fiktiven Beispiel einer Versuchsreihe zum Mischen von Farben bedeutet dieser Zusammenhang, dass die Prozentschritte zur Betrachtung der Mischungsmöglichkeiten in dem ausgewählten markierten Bereich des Gibb´schen Diagramms (im Hinblick auf z.B. die Volumenanteile aller Komponenten z.B. prozentschrittig verkleinert werden. Diese Vorgehensweise kann auch rein tabellarisch durchgeführt werden, die Verwendung des Gibb´schen Diagramms ist jedoch wesentlich übersichtlicher - und nachvollziehbarer - zu handhaben. Im folgenden Beispiel habe ich eine prozentuale Aufteilung der möglichen Mischungsverhältnisse in 3+1/3-Prozentschritten (3,33<periode>%-Schritte) für die feinere Rasterung gewählt. Für die Frage danach welche Rasterung schließlich gewählt wird, existieren streng genommen keinerlei Regeln außer den mathematischen Bedingungen aus denen sich je nach Wahl einer gewählten Feinrasterung entsprechend ableitbarer Aufwand ergibt.
Durch die feinere Rasterung ergeben sich - ablesbar aus dem spezifischen Gibb´schen Diagramm nun (entsprechend proportional) entsprechend viele neue zu erprobende Mischungsverhältnisse. Der Vorteil der Verwendung des Gibb´schen DIagramms liegt hierbei eindeutig darin, dass die sich ergeben den Mischungsverhältnisse direkt aus dem Diagramm abgelesen und z.B. in eine Versuchstabelle übertragen werden können. Hierfür werden die sich ergebenden neuen Mischungsverhältnisse einfach durchnummeriert wobei die Art und Weise der Durchnummerierung zunächst einmal eine nur untergeordnete Rolle spiel (die aus der Feinrasterung ableitbaren neuen Mischungsverhältnisse können auch nachträglich noch tabellarisch relativ unkompliziert und je nach gewähltem Beobachtungsstandpunkt sortiert werden). Bei der Druchnummerierung der sich ergebenden neuen Mischungsverhältnisse entscheidet zunächst einmal also lediglich der Standpunkt des Beobachters, was er auf welche Art und Weise beobachten will. Aus den gewählten Parametern resultiert eine aus dem Gibb´schen Diagramm abgelesene Auflistung neuer zu erprobender Mischungsverhältnisse. Hierfür habe ich den aus SCHRITT 1 resultierenden Auswahlbereich [Zeile 30] / [GELB: 60%] / [MAGENTA: 10%] / [CYAN: 30%] (rein fiktiv beispielhaft) gewählt.
D.H. der Bereich im verwendeten Gibb´schen Diagramm, in dem diese Konstelaltion eintritt, wird entsprechend untersucht (und z.B. markiert) [siehe Abb. 1 u. 2]. Für diesen im spezifischen Gibb´schen Diagramm ausgewählten Bereich wird nun die Feinrasterung in Prozentschritten von 3,33<periode>% angelegt. Die sich dadurch entsprechenden neuen Kreuzungspunkte von A, B und C im Sinne des Koordinatensystems des Diagramms werden nun nach entsprechender Vorauswahl der Eingrenzung entsprechend durchnummeriert (hier im Beispiel bin ich davon ausgegangen dass die direkten Randbereiche der Auswahl nicht nochmals untersucht weden müssen, weil dann die grundlegenden Untersuchungsbedingungen nicht mehr gegeben wären unter der Prämisse dass jede der Komponenten der untersuchten Mischunegn in einer Mischung mindestens mit dem kleinstmöglichen Anteil vorkommen müssen - je nach gewählter Majorität). So ergeben sich für das fiktive Beispiel folgende zu erprobenden Mischungsverhältnisse, wie sie sich aus Abb. 3 und 4 ablesen und in einer Tabelle zusammenfassen lassen: je nachdem wie dabei anfänglich durchnummeriert wurde, kann die sich ergebende Tabelle chaotisch strukturiert wirken. Die in die Tabelle eingetragenen Werte können jedoch zeilenfixiert - je nach Bedarf - neu geordnet und sortiert werden (natürlich dürfen Werte innerhalb einer einzelnen Zeile nicht vertauscht werden, Zeilen bleiben jeweils als ganzes erhalten, logisch). Im gewählten fiktiven Beispiel resultieren daraus also aufgrund der von mir gewählten fiktiven Parameter 20 neue zu erprobende Mischungsverhältnisse, die im folgenden tabellarisch aufgeblistet werden:

MISCHUNGSÜBERSICHT AUS SCHRITT 2 (Feinskalierung / gerundete Werte):
[ZEILE] / [KOMPONENTE A = GELB in %] / [KOMPONENTE B = MAGENTA in %] / [KOMPONENTE C = CYAN in %]
[0] / [%] / [%] / [%]
[1.1] / [66,66] / [10] / [23,22]
[1.2] / [66,66] / [6,66] / [26,66]
[1.3] / [66,66] / [3,33] / [30]
[1.4] / [63,33] / [13,33] / [23,33]
[1.5] / [63,33] / [10] / [26,22]
[1.6] / [63,33] / [6,66] / [30]
[1.7] / [63,33] / [3,33] / [33,33]
[1.8] / [60] / [16,66] / [23,33]
[1.9] / [60] / [13,33] / [26,66]
[1.10] / [60] / [30] / [10]
[1.11] / [60] / [6,66] / [33,33]
[1.12] / [60] / [3,33] / [36,66]
[1.13] / [56,66] / [16,66] / [26,66]
[1.14] / [56,66] / [13,33] / [30]
[1.15] / [56,66] / [10] / [33,33]
[1.16] / [56,66] / [6,66] / [36,66]
[1.17] / [53,33] / [16,66] / [30]
[1.18] / [53,33] / [13,33] / [33,33]
[1.19] / [53,33] / [10] / [36,66]

FAZIT:
Im Fazit würde die beschriebene fiktive Vorgehensweise -unter der Voraussetzung dass die gewählte Feinrasterung von 3,33<periode>%-Schritten aussagekräftig genug wäre - für die gesamte Versuchsreihe (SCHRITT 1 und SCHRITT 2) insgesamt 35 + 19 = 54 Mischungsverhältnisse ergeben, die zu erproben wären. Ich denke im Hinblick auch auf hypothetische Fragestellungen zu möglichen Schießpulvermischungen wäre das eine bereits relativ aussagekräftige Feinrasterung, aber ohne konkrete Versuche bleibt das meinerseits natürlich lediglich reine Spekulation. Das Durchführen von 35 + 19 verschiedenen = 54 zusammenhängenden Versuchen zum Thema halte ich dabei - selbst bei mehrmaligem Wiederholen einer Gesamtversuchsreihe (was anzuraten wäre) - für zwar entsprechend aufwändig aber dennoch überschaubar (z.B. bei entsprechender Arbeitsteilung).
Ein weiterer Vorteil käme einem solchen Vorhaben dabei zu Gute: Wir wissen heute bereits einiges über historische Schießpulvermischungen. Relativ unwahrscheinlich in Frage kommende Mischungsverhältnisse könnten in einer Ersten Grobuntersuchung also theoretisch und praktisch bereits im Vorfeld ausdgeschlossen werden, wass insgesamt - je nach gewählten Parametern und schließlicher Feinschrittigkeit von Versuchsreihen im Vorfeld ein entsprechend geringeren Gesamtaufwand erzeugen kann (je nach gewähltem mathematischem Modell).
So kann z.B. von vorneherein spekuliert werden, dass das z.B. eine fiktive Grobuntersuchung in 1/3-Schritten durchgeführt werden kann (mehr dazu im Folgenden).
Die genannte Vorgehensweise ist dabei insgesamt nur eine von verschiedenen möglichen. Es sind natürlich ganz andere Vorgehensweisen vorstellbar. Die hier vorgestellte Methode hat m.E. jeoch den Vorteil das sie grundständig lückenlos und übersichtlich Daten erzeugt. Dies kann sinnvoll sein, wnen z.B. nicht unbedingt eindeutig beurteilt werden kann, ob sich drei miteinander vermischbare Komponenten (z.B. im Hinblick auf chemisch-physikalische Reaktionen) in Mischungen möglicherweise stellenweise unerwartet asymetrisch oder gar chaotisch-nichtlinear verhalten.
aufgezeigten Beispiel abweichender Gesamtgliederung -

BEISPIEL FÜR MÖGLICHE ALTERNATIVE HERANGEHENSWEISEN AN DIE GRUNDLEGENDE FRAGESTELLUNG:
Im folgenden erläutere ich eine - auf entsprechendem Vorwissen beruhende - alterbnativer Herangehensweise. Als Grundlage für die im Folgenden erläuterte Herangehensweise dienten Informationen aus einem Wikipedia-Artikel über "Schwarzpulver" [Wikipedia, 1].
[siehe Abb. 5 - 8]
Angenommen die Mischung von Schwarzpulver würde in jedem Fall einen Salpeteranteil von mindestens 66,66% Pozent erfordern (hier in diesem Gesamtkontext ist diese Annahme rein fiktiv): dann wäre ein relativ simples und relativ eindeutiges mathematisches Modell auf die Fragestellung anwendbar, dass entsprechende Vorteile für die Untersuchung der Fragestellung generiert. Ausgehend von der Annahme eines Salpeteranteils von midenstens 66,66% könnte ein Großteil möglicher Mischungsverhältnisse nach entsprechenden mathematischen Gesetzmäßigkeiten von vorneherein ausgeschlossen werden (dies gilt im übertragenen Sinne natürlich auch für andere mathematische Modelle). In einem spezifischen Gibb´schen Diagram lässt sich dieser Zusammenhang sehr anschaulich und übersichtlich darstellen [siehe Abb. 5, Abbildung folgt noch]: der im Diagramm rot durchschraffierte Bereich könnte dann im Vorfeld generell von der Untersuchung der Fragestellung ausgeschlossen werden. Ausschließlich der im Diagramm grün gefärbte Bereich (an der "Spitze" des Diagrams") müsste dann überhaupt untersucht werden.
Bei der folgenden Feinrasterung in Schritt 2 der Untersuchungsreihe resultieren dabei (hier) aufrgrund des im zweiten Schritt gewählten Bewertungsmaßstagbs mit einere prozentuewalen Feinschrittigkeit von 3+1/3%-Schritten schließlich insgesamt 36 zu überprüfende Mischungsverhältnisse.
Ich vermute, dass eine Feingliederung der Unterschung in Volumenmengenanteilen von 3,33<periode>-Prozentschritten dabei bereits einigermaßen aussagekräftig sein kann im Hinblick auf die Möglichkeit, historische Schießpulvermischungen zu rekonstruieren, bzw. nachzuempfinden. Zumindestens wäre eine solche Vorgehensweise eine effiziente Möglichkeite, wetere potenzielle Kleinschrittigkeiten einer Untersuchung vorzubereiten.

tabellarisch ergibt sich daraus folgender Untersuchungszusammenhang (bei Gewichtung auf den Salpeteranteil im Hinblick auf die Sortierung der Tabelle):

(auf 2 Stellen hinter dem Komma gerundete Werte)

[ZEILE] / [KOMPONENTE A = GELB in %] / [KOMPONENTE B = MAGENTA in %] / [KOMPONENTE C = CYAN in %]
[0.0] / [Holzkohle] / [Salpeter] / [Schwefel]
[0] / [%] / [%] / [%]
[1] / [3,33] / [93,33] / [3,33]
[2] / [6,66] / [90] / [3,33]
[3] / [3,33] / [90] / [6,66]
[4] / [10] / [86,66] / [3,33]
[5] / [6,66] / [86,66] / [6,66]
[6] / [3,33] / [86,66] / [10]
[7] / [13,33] / [83,33] / [3,33]
[8] / [10] / [83,33] / [6,66]
[9] / [6,66] / [83,33] / [10]
[10] / [3,33] / [83,33] / [13,33]
[11] / [16,66] / [80] / [3,33]
[12] / [13,33] / [80] / [6,66]
[13] / [10] / [80] / [10]
[14] / [6,66] / [80] / [13,33]
[15] / [3,33] / [80] / [16,66]
[16] / [20] / [76,66] / [3,33]
[17] / [16,66] / [76,66] / [6,66]
[18] / [13,33] / [76,66] / [10]
[19] / [10] / [76,66] / [13,33]
[20] / [6,66] / [76,66] / [16,66]
[21] / [3,33] / [76,66] / [20]
[22] / [23,33] / [73,33] / [3,33]
[23] / [20] / [72,33] / [6,66]
[24] / [16,66] / [73,33] / [10]
[25] / [13,33] / [73,33] / [13,33]
[26] / [10] / [73,33] / [16,66]
[27] / [6,66] / [73,33] / [20]
[28] / [3,33] / [73,33] / [23,33]
[29] / [29,66] / [70] / [3,33]
[30] / [23,33] / [70] / [6,66]
[31] / [20] / [70] / [10]
[32] / [16,66] / [70] / [13,33]
[33] / [13,33] / [70] / [16,66]
[34] / [10] / [70] / [20]
[35] / [6,66] / [70] / [23,33]
[36] / [3,33] / [70] / [26,66]

QUELLEN:
[deutschsprachige Wikipedia]
(1)
Bibliografische Angaben für „Schießpulver“
Seitentitel: Schießpulver
Herausgeber: Wikipedia – Die freie Enzyklopädie.
Autor(en): Wikipedia-Autoren, siehe Versionsgeschichte
Datum der letzten Bearbeitung: 2. Oktober 2024, 19:29 UTC
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