Warum kühlt Wind uns ab?
An sich geben doch Moleküle, die in Bewegung sind, Energie in Form von Wärme ab. Wenn jetzt bei Wind die Moleküle durcheinandergewirbelt werden, dürfte uns das doch theoretisch nicht abkühlen....?
Bitte eine fundierte Erklärung für die Physikniete =D
4 Antworten
Ich bin mir nicht ganz sicher, ob das das selbe Prinzip ist, aber ich kenn da sowas ähnliches^^
Und zwar hat mir mal jemand erklärt, dass um den Körper rum eine Art kleiner Luftschicht ist, die leicht isolierend gegen die Umgebungstemperatur wirkt. Da gab es das Beispiel Sauna. Wenn du jetzt in der Sauna bist, wird dir logischerweise warm. Wenn dir jetzt aber von hinten zum Beispiel jemand die ganze Zeit auf die Schulter pusten würde, würde er diese Luftschicht auf deiner Haut damit "zerstören", die Wärme würde besser rankommen und diese Stelle würde unangenehm warm werden.
Vielleicht ist das bei Wind ja das gleiche, nur eben dass die Umgebungstemperatur nicht höher sondern niedriger ist und dadurch eben die Kälte besser an deine Haut kommt^^
Ertmal zu deine Erklörung: Die Luftmoleküle sind bei "normalen" Temepraturen so schnell, dass das bisschen "zusätzliche Geschwindigkeit" durch den Wind keinen Einfluss auf ihre Gesamtgeschwindigkeit hat.
Letzlich reicht es also, nur die normale Termpeaturbewegungen der Moleküle enzuschauen (und wie man sieht, benötigt man nicht mal das, weil die hier beschriebenen Vorgänge schon auf Größenskalen stattfinden, die so groß sind das man die Luft ohne Probleme als kontinuierlich betrachten kann, d.h. man muss gar nicht beachten, dass das eigentlich lauter kleine Moleküle sind). Das Entscheidene hier sind die Temepraturunterschiede: Die hier beschriebenen Vorgänge stimmen nur dann, wenn die Lufttemepratur unter der Oberflächentemperatur des betrachtetn Körpers liegt (Was in Mitteleuropa und einem Mensch als "Körper" nahezu immer der Fall ist). Überleg dir erstmal was bei Windtille passiert (der Körper sei auch unbewegt): Da der Körper wärmer ist als die Luft, fließt Wärme von der Haut in die direkt umgebende Luft. Damit erwärmt sich eine dünne Luftschicht direkt um die Haut herum. Die Wärme dierer Luftschicht wird nun auf zwei Weisen in ie gesamt umgebende Luft gebracht: Zum einen durch Diffussion, also durch Molekularbewegung. Zum anderen durch freie Konvektion, d.h. weil die Luft erwärmt wird, nimmt ihre Dichte ab, sie steigt nach oben und kühlere Luft fließt nach. Egal bei was: Es bildet sich eine sogenannte Grenzschicht um die Haut, in der die Lufttemperatur zwischen der Oberflächentemperatur und der Temepratur im "großen Luftvolumen" ist (also kontinuierlich von der höheren auf die niedrigere Temepratur abnimmt). Bei der Diffusion kann man sich das leicht vorstellen, bei der freien Konvektion liegt das daran, dass direlkt an der Haut die Luft durch Reibung sozusagen "hängenbleibt" und deswegen nicht oder nicht so schnell wegströmen kann.
Diese Granzschicht ist ganz wichtig für den Wärmeübergang an die Luft: Denn letztlich isoliert diese Schicht: Je dicker die Grenzschicht ist, umso größer ist ja die Lufttemepratur direkt an der Haut (etwas vereinfacht) und damit geht weniger Wärme verloren.
Wenn nun zusätzliche Bewegung der Luft ins Spiel kommt, dann wird diese Granzschicht düner, weil ja Luft "mit Gewalt" an die Haut/den Körper geblasen wird. Und damit sinkt die Lufttemoeratur in unmittelbarer Umgebung der Haut ab (auch wenn die eigentliche Lufttemperatur in einiger Entfernung zum Körper gleich geblieben ist) und damit wird mehr Wärme abgegeben.
Das heißt: Der Wärmeübergang wird durch erzwungene Konvektion (also Bewgung, sprich Wind) immer besser. Ob das zu einer stärkeren Erwärmung oder einer stärkeren Abkühlung führt hängt letzlich davon ab, ob die Lufttmepreatur höher oder niedriger als die Körpertemperatur ist. Ein Besipiel für Bessere Aufheizung gibt sich beim Backofen: Wenn man da Umluft einschaltet wird die Luft bewegt--> der Wärmeübergang von der Luft auf das Backgut wird besser.
Beim Besipiel "Mensch im Wind" ist noch anzumerken, dass neben der besseren Wärmeübertragung auch der Stoffübergang von Wasser zunimmt: So wie sich eine Granzschicht mit wärmerer Temepratur ausbildet, so bildet sich auch eine Grenzschicht um die Haut herum auf, in der die Luftfeuchtigkeit höher ist (weil Wasser von der Haut verdampft). Dadurch wird der "Feuchteunterschied" zwischen Haut und unmittelbar angrenzender Luft kleiner, zusätzlicher Schweiß verdampft schlechter. Wenn nun auch diese Grenzschicht "weggeblasen" wird (also nur umganssprachlich, ganz weggeblasen wird sie natürlich nicht), sinkt die Luftfeuchtigkeit in unmittelbarer Umgebung der Haut--> Es verdampft mehr Wasser aus der Haut-->Das kühlt, weil die dazu notwendige Verdapfungswärme dem Körper entzogen wird.
Um deine Haut bildet sich eine kleine Luftschicht, die warm ist vom Wind wird sie weggeblasen und um dich herum ist wieder kalte Luft . Ich denke das mit den molekülen ist zu vernachlässigen .
die Haut verdunstet Feuchtigkeit und das kühlt http://www.plantfog.at/theor_D4.htm