Wenn Sie an einem Ort leben, an dem es im Winter kalt wird, haben Sie wahrscheinlich an einem kühlen Morgen draußen geparkte Autos gesehen, die mit einer dünnen Eisschicht bedeckt waren. Doch was verursacht diesen Frost und wie kann man ihn schnell wieder loswerden?
Ich bin ein Professor für Maschinenbau der untersucht, wie Wasserdampf unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen mit Partikeln in der Luft interagiert. Bereifte Windschutzscheiben ähneln einigen der thermodynamischen Fragen, die ich im Labor bearbeite, und sie sind auch ein lästiges Problem, mit dem ich mich jeden Winter auf dem Weg zur Arbeit beschäftige.
Kondensation auf der Windschutzscheibe
Die Luft in der Erdatmosphäre enthält immer eine gewisse Menge Wasserdampf, die Luft kann jedoch nur eine bestimmte Menge Wasserdampf aufnehmen. Wissenschaftler nennen diese Grenze 100 % relative Luftfeuchtigkeit. Der Taupunkt bezieht sich auf die Temperatur, bei der die relative Luftfeuchtigkeit 100 % erreicht.
Feuchte Luft hat eine hohe Taupunkttemperatur, während trockene Luft eine niedrige Taupunkttemperatur hat. Mit jedem Grad Temperaturabfall nähert sich die Luft ihrer Taupunkttemperatur – oder ihrer Wasserdampftragfähigkeit. Jegliche Abkühlung nach Erreichen der Taupunkttemperatur verursacht Wasser kann auf Oberflächen kondensierenoder sich zu Nebel formen.
Über Nacht sind die Windschutzscheiben der Autos dem kalten, dunklen Himmel zugewandt StrahlungsgekühltDas heißt, sie geben Wärme in Form von sichtbarem und unsichtbarem Licht an ihre Umgebung ab. Wenn Luft mit der kalten Windschutzscheibe in Kontakt kommt, kann sie ihre Taupunkttemperatur erreichen. Anschließend kondensiert der Wasserdampf auf der Windschutzscheibe.
Durch diese Strahlungskühlung sinkt die Temperatur auf der Oberfläche der Windschutzscheibe unter dem GefrierpunktBei ca. 0 °C (32 °F) wird die Kondenswasserschicht auf der Windschutzscheibe zu Reif.
Entfrosten Sie Ihr Auto
Um eine vereiste Windschutzscheibe zu enteisen, können Sie verschiedene Vorgehensweisen anwenden, von denen einige länger dauern und mehr Aufwand erfordern als andere.
Eine Mischung aus Wasser und Reinigungsalkohol kann Eis auf Ihrer Windschutzscheibe schmelzen.
Eine Möglichkeit besteht darin, eine kleine Menge warmer Flüssigkeit direkt auf die Reifschicht zu sprühen, um sie zum Schmelzen zu bringen. Damit dieser Ansatz funktioniert, muss die Sprühflüssigkeit heiß genug sein, um die Gesamttemperatur der Frostschicht auf über 30 °C zu erhöhen der Schmelzpunkt. Aber die Temperatur darf nicht viel höher sein als die Temperatur des Glases, sonst zerbricht die Windschutzscheibe.
Eine bessere Möglichkeit, das Eis zu schmelzen, ohne Ihr Auto zu beschädigen, besteht darin, Ihre Scheiben mit einer warmen Flüssigkeit zu besprühen, die einen niedrigeren Gefrierpunkt als Wasser hat, etwa eine Mischung aus Reinigungsalkohol und Wasser. Diese warme Mischung schmilzt die Reifschicht, ohne das Glas zu erhitzen, und die resultierende Flüssigkeitsschicht auf der Windschutzscheibe hat einen niedrigeren Gefrierpunkt als Wasser. Es bleibt flüssig und kann mit dem Scheibenwischer abgewischt werden.
Ähnliche Alkohol- und Wassermischungen –Glykol zum Beispiel– werden üblicherweise zur Aufrechterhaltung der verwendet vereiste Oberfläche von Eisbahnen.
Mit diesem Ansatz kann das Eis relativ schnell und einfach ohne allzu großen Aufwand zum Schmelzen gebracht werden. Sie müssen Ihr Auto nicht einmal einschalten.
Wenn Sie etwas mehr Zeit haben, können Sie das Auto starten und losfahren das Luftabtausystem um heiße Luft (über 30 °C) auf die Innenseite der Windschutzscheibe zu blasen. Dadurch wird die Windschutzscheibe erwärmt und die Frostschicht schmilzt schließlich. Sobald Sie sehen, dass etwas schmilzt, können Sie den Scheibenwischer verwenden, um den Rest des Eises wegzuwischen.
Diese Option verbraucht mehr Energie, da Ihr Auto die Windschutzscheibe aufheizen muss, Sie müssen dafür aber nicht viel tun.
Die Verwendung des Enteisungssystems, das warme Luft in Richtung der Windschutzscheibe bläst, trägt auch dazu bei, die Innenseite der Windschutzscheibe zu reinigen, wenn diese durch Kondenswasser beschlagen ist. Ansonsten, wenn es draußen trocken ist, können Sie den Beschlag auf der Windschutzscheibe auch beseitigen, indem Sie das Autofenster öffnen und Außenluft hereinlassen.
Wenn Sie es eilig haben oder etwas Bewegung brauchen, können Sie mit einem Eiskratzer den Reif auf Ihrer Windschutzscheibe aufbrechen und so kleinere Eisinseln bilden. Der Scheibenwischer kann die Brocken dann mechanisch lösen, indem er sie bewegt und zum Schmelzen bringt. Dies erfordert mehr Energie von Ihrer Seite, aber nicht viel von Ihrem Auto.
Wer entspannt in den Tag startet, kann die Sonne die Windschutzscheibe erwärmen lassen und die Reifschicht langsam für sich schmelzen lassen. Diese Technik spart Energie in jeder erdenklichen Weise.
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