Wieso kommt uns eigentlich Fahrtwind kalt vor? Je schneller wir sind, desto schneller prahlen wir doch eigentlich mit den Luftmolekülen zusammen und desto höher müsste doch folglich die wahrgenomme Temperatur sein. Dem ist aber nicht so. Wieso?
Hallo,
Wieso kommt uns eigentlich Fahrtwind kalt vor? Je schneller
wir sind, desto schneller prahlen wir doch eigentlich mit den
Luftmolekülen zusammen und desto höher müsste doch folglich
die wahrgenomme Temperatur sein. Dem ist aber nicht so. Wieso?
Theoretisch hast du Recht. Der Effekt ist aber 1. nicht merkbar, und 2. wird er von anderen Effekten stark überlagert. Ersmal zu Punkt 1:
Temperatur ist ein Maß für die Wärme. Wärme ist die ungeordnete Molekülbewegung, also ein „Zittern“ der Moleküle. Bei Gasen kommt das „Zittern“ zustande, weil die Moleköle dauern gegenseitig kollidieren. Entscheidend für die Wärme des Gases ist nun die mittlere kinetische Energie der Moleküle. Man kann ausrechnen, daß für „Luft“ bei ungefähr 0-100°C (mach noch keinen großen Unterschied) die mittlere Geschwindigkeit der Gasmoleküle so zwischen 400 bis 500 m/s liegt (also > 1550 km/h!!) (siehe zB. http://www.der-kleine-hoffleith.de/basic/Waermelehre…). Ein Fahrtwind von 100 km/h macht da nichts aus! Erst oberhalb der Schallgeschwindigkeit wird man merkliche Effekte haben. Inwiefern dabei Reibungsprozesse gesondert betrachtet werden müssen, weiß ich nicht.
Zu Punkt 2:
Deine „gefühlte Temperatur“ ist die Temperatur auf der Oberfläche deiner Haut, also ein Mix aus Körpertemperatur und dem, was deine Haut berührt (also zB. die Luft). Die Luft über deiner Haut steht in Ruhe NICHT in freiem Austausch mit der Umgebung. Über der Haut halten die winzigen Häärchen deiner Haut ein dünnes Luftpolster, das idR deutlich wärmer ist als die Umgebungsluft. Das ist quasi eine Art „Isolationsschicht“. Ein Luftzug entfernt diese Isolation und so wird die Hautoberfläche sehr schnell merklich kühler. Dazu kommt, daß durch einen Luftstrom mehr Wassermoleküle (Wasserdampf, Schweiß!) mitgenommen werden. Auf Deutsch: Es verdundstet schneller und entzieht der Haut auch noch Verdunstungswärme.
Grüße,
Jochen
Hi Rainer,
Je schneller
wir sind, desto schneller prahlen wir doch eigentlich mit den
Luftmolekülen zusammen und desto höher müsste doch folglich
die wahrgenomme Temperatur sein. Dem ist aber nicht so.
Zum einen haben Luftmoleküle Geschwindigkeiten von eingen hundert Metern pro Sekunde, sodaß die Fahrtgeschwindigkeit den KOhl nicht fett machen. Bewegst Du Dich allerdings sehr schnell durch die Luft, kommt dieser Effekt deutlich zum tragen, siehe Hitzeschild beim Space-Shuttle.
Zum anderen gibt es den sog. Chill-Faktor.
http://www.outdoornet.de/Service/own/chill.htm
Wenn Luft weniger als Körpertemperatur warm ist, nimmt bewegte Luft sehr viel mehr Wärme mit, als stehende, die ein recht guter Isolator ist.
Wenn die Lufttemperatur höher als Körpertemperatur ist, dreht sich der Effekt übrigens um; daher kommt auch der höllisch heiße Wüstenwind
Gandalf