Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Hitze und Verdunstung
- Verdunstung und menschliches Schwitzen
- Verdunstung und Pflanzentranspiration
- Funktion der Transpiration
- Wind erhöht die Verdunstung
- Windkühlfaktor
Flüssigkeit, die von einer Oberfläche verdunstet, hat eine kühlende Wirkung. Und unterschiedliche Flüssigkeiten haben diesen Effekt in unterschiedlichem Maße. Zum Beispiel hat Reinigungsalkohol eine stärkere Wirkung auf die Verdunstungskühlung als Wasser. Alkohol verdunstet vergleichsweise schneller als Wasser, daher wird er von Wissenschaftlern als "flüchtige" Flüssigkeit eingestuft. Unabhängig von der Flüssigkeit folgen sie jedoch alle demselben Prinzip der Verdunstungskühlung. In flüssigem Zustand hat der Stoff - ob Wasser oder Alkohol - einen bestimmten Wärmeinhalt, der für den Prozess von zentraler Bedeutung ist. Entscheidend dafür sind auch zwei der drei Grundphasen der Materie: Flüssigkeit und Dampf. (Die feste Phase ist natürlich die dritte.)
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
TL; DR
Verdunstung verursacht Kühlung, weil der Prozess Wärmeenergie benötigt. Die Energie wird von den Molekülen aufgenommen, wenn sie von Flüssigkeit in Gas umgewandelt werden, und dies führt zu einer Abkühlung der ursprünglichen Oberfläche.
Hitze und Verdunstung
Wenn eine Flüssigkeit verdampft, wandeln sich ihre Moleküle von der flüssigen Phase in die Dampfphase um und entweichen von der Oberfläche. Wärme treibt diesen Prozess an. Damit das Molekül die Flüssigkeitsoberfläche verlässt und als Dampf entweicht, muss es Wärmeenergie mitnehmen. Die Wärme, die es mit sich nimmt, kommt von der Oberfläche, von der es verdampft. Da das Molekül beim Verlassen Wärme mitnimmt, wirkt sich dies kühlend auf die zurückbleibende Oberfläche aus. Dies macht es einfach, die Verdunstungskühlung zu verstehen.
Verdunstung und menschliches Schwitzen
Ein Beispiel für die Verdunstungskühlung ist das menschliche Schwitzen. Wir haben Poren in unserer Haut, aus denen flüssiges Wasser in unserer Haut austritt und sich in Wasserdampf in der Luft umwandelt. Dabei kühlt es unsere Hautoberfläche ab. Dies passiert fast ständig auf die eine oder andere Weise. Wenn wir einer Umgebung ausgesetzt sind, die wärmer ist als es für uns angenehm ist, nimmt der Schweiß- oder Verdunstungsgrad zu. Daraus folgt, dass der Kühleffekt zunimmt. Je mehr Wassermoleküle von unserer Hautoberfläche und aus unseren Poren aus der flüssigen Phase entweichen, desto stärker ist der Kühleffekt. Auch dies liegt daran, dass die flüssigen Moleküle, wenn sie entweichen und zu Dampf werden, Wärme benötigen und diese mitnehmen.
Verdunstung und Pflanzentranspiration
Pflanzen tun etwas Ähnliches durch einen Prozess namens Transpiration. Pflanzenwurzeln "trinken" Wasser aus dem Boden und transportieren es durch den Stängel zu den Blättern. Pflanzenblätter haben Strukturen, die Stomata genannt werden. Dies sind im Wesentlichen Poren, die Sie als vergleichbar mit den Poren in unserer Haut vorstellen können.
Funktion der Transpiration
Eine der Hauptfunktionen dieses Prozesses in Pflanzen besteht darin, Wasser zu transportieren, das von Pflanzengeweben in anderen Teilen der Pflanze neben den Wurzeln benötigt wird. Dieser Effekt der Verdunstungskühlung kommt aber auch der Anlage zugute. Dies verhindert, dass die Pflanze - die möglicherweise direktem, intensivem Sonnenlicht ausgesetzt ist - überhitzt. Und das erklärt auch, warum wir uns an einem heißen Tag, wenn wir ein bewaldetes Gebiet betreten, deutlich kühler fühlen. Ein Teil davon ist auf den Schatten zurückzuführen, aber ein Teil ist auch auf den Verdunstungskühleffekt der Bäume durch diesen Prozess der Transpiration zurückzuführen.
Wind erhöht die Verdunstung
Wind verstärkt die Wirkung der Verdunstungskühlung, und dies ist ein bekanntes Konzept. Jeder, der jemals geschwommen ist und aus dem Wasser in eine ruhige Umgebung gekommen ist, kann bestätigen, dass es sich im Wind kälter anfühlt. Der Wind erhöht die Verdunstungsrate des flüssigen Wassers von unserer Hautoberfläche und beschleunigt die Umwandlung in Dampf.
Windkühlfaktor
Im Übrigen verursacht dieser Vorgang auch eine sogenannte Windkälte. Selbst unter kälteren Bedingungen, wenn wir draußen sind und unsere Haut den Elementen ausgesetzt ist, kommt es zu einer gewissen Schweißbildung. Wenn es windig ist, erfolgt eine stärkere Verdunstungskühlung durch exponierte Haut. Dies erklärt die Grundlagen des sogenannten Wind-Chill-Faktors.