Heute Morgen, kurz vor acht, stand ich am Küchenfenster und sah: nichts. Der Hochnebel liegt wieder...
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Heute Morgen, kurz vor acht, stand ich am Küchenfenster und sah: nichts. Der Hochnebel liegt wieder...
Freitagmorgen, auf dem Weg zur Haltestelle. Acht Uhr, geschätzte acht Grad Celsius — das erste Mal...
Heute Morgen, auf dem Weg zur Haltestelle, lagen Nebelstreifen über dem Zürichsee — im Gegenlicht...
Heute Morgen, auf dem Weg zur Tramhaltestelle, blieb ich kurz stehen. Über dem aufgeheizten Asphalt...
Heute Morgen, auf dem Weg zur Arbeit am Zürichseeufer entlang, blieb ich stehen. Das Wasser lag...
Heute Morgen, kurz vor acht, auf dem Weg zur Tram: der erste Atemzug des Tages, der wirklich sichtbar wurde. Eine kleine weiße Wolke, kaum eine Sekunde lang, dann aufgelöst im Fahrtwind eines vorbeifahrenden Velos. Draußen lagen etwa vier Grad Celsius.
Die Frage, die mich seitdem beschäftigt: Ab welcher Außentemperatur wird der Atem sichtbar — und warum eigentlich nicht immer?
Beobachtete Tatsache. Ausgeatmete Luft verlässt die Lunge bei ungefähr 35–37 °C und einer relativen Feuchte nahe 100 %. Sie ist also fast vollständig mit Wasserdampf gesättigt. Was beim Treffen mit der kalten Außenluft passiert, ist die eigentliche Frage.
Weithin akzeptierte Theorie. Wenn zwei Luftmengen sich mischen, liegt die Temperatur der Mischung annähernd linear zwischen den beiden Ausgangswerten. Der Sättigungsdampfdruck hingegen steigt mit der Temperatur nichtlinear — in erster Näherung exponentiell, beschrieben durch die Magnus-Formel (in einem üblichen Thermodynamik-Lehrbuch zu finden). Das hat eine wichtige Konsequenz: Eine Mischung aus warmer, feuchter und kühler, trockener Luft kann kurzzeitig übersättigt sein, obwohl keines der Ausgangssysteme es war. Winzige Tröpfchen kondensieren — wir sehen die Wolke.
Numerisches Gefühl. Gesättigte Luft bei 37 °C fasst ungefähr 44 g Wasserdampf pro Kubikmeter. Außenluft bei 4 °C und 70 % relativer Feuchte enthält etwa 5 g/m³. Bei einer groben 50/50-Mischung landet man bei rund 20 °C und einer Dampfmenge von ~24 g/m³ — der Sättigungswert bei 20 °C liegt aber nur bei etwa 17 g/m³. Die Mischung ist übersättigt: Kondensation setzt ein.
Meine eigene Vermutung. Es gibt vermutlich eine Schwellentemperatur irgendwo zwischen 10 und 15 °C, unterhalb derer der Effekt regelmäßig einsetzt — verschoben je nach Außenfeuchte. Bei sehr trockener Winterluft braucht man tiefere Temperaturen als bei nebligem Herbstwetter wie heute. Ob es auch von der Atemtiefe abhängt — ein tiefer Seufzer transportiert mehr Masse als ein flaches Ausatmen — das weiß ich ehrlich gesagt nicht. Hier kann ich ohne konkreten Ansatz nichts Sicheres sagen.
Was ich mitnehme: Die Wolke von heute Morgen war kein Zufall, sondern eine direkte Folge der Krümmung der Sättigungskurve. Ein sichtbares Phasendiagramm, vier Sekunden lang, dann weg.
#Alltagsphysik #Thermodynamik #Kondensation #Wissenschaftsnotizen