natuurkunde achter beslaan HR++ glas

[CDHartog]

Hallo,

Kan iemand mij vertellen wat de natuurkunde is achter het fenomeen beslaan (aan buitenzijde) van HR++ glas, bij lage(re) temperaturen en hoge luchtvochtigheid.

Binnen snap ik: hoge temperatuur houdt meer vocht vast, deze warme vochtige lucht komt tegen koude (enkele) glas ruit aan en waterdamp condenseert. Buiten is situatie andersom: koude, vochtige lucht en koud buitenblad HR++, dus waarom condensvorming?

[wnvl1]

Als het glas goed geïsoleerd is de temperatuur aan de buitenkant van het glas weinig verhoogd door de hogere temperatuur binnen. Als de temperatuur buiten laag is en de luchtvochtigheid hoog ('s morgens), dan zal het water in de lucht neerslaan op het raam. Op minder goed geïsoleerd glas zal de temperatuur aan de buitenkant hoger zijn en heb je minder condens.

[CDHartog]

Maar waarom slaat t water neer vanuit een koude, vochtige omgevingslucht op een eveneens koude buiten blad van de HR++ ruit?

[Xilvo]

Misschien is luchtvochtigheid 100%, waarbij alles wat niet warmer is dan die lucht kan beslaan.
Is dat niet zo, dan moet het glas kouder zijn dan de lucht. Dat kan bijvoorbeeld bij helder weer, door uitstraling.
Dat zal bij minder goed isolerend glas niet zo snel gebeuren omdat het dan warm zal worden door warmte van binnen.

[vijv]

Dit fenomeen komt inderdaad enkel s' nachtsof vroege ochtend voor bij heldere hemel. Het heelal fungeert dan als een zwarte straler van ongeveer 1K
Hierdoor koelt het buitenglas sneller af dan de buitenlucht omdat het meer warmtestraling uitzendt dan ontvangt.

[jkien]

Maar waarom slaat t water neer vanuit een koude, vochtige omgevingslucht op een eveneens koude buiten blad van de HR++ ruit?

Als de ruit in stralingscontact staat met de koude hemel ontstaat er een stralingsevenwicht tussen de ruit en de hemel, waarbij de ruit kouder wordt dan de buitenlucht. Daarom condenseert een deel van het vocht uit de lucht op de ruit. Je ziet het ook bij een auto die op een koude heldere nacht buiten staat: in de vroege ochtend condenseert een deel van het vocht uit de lucht op de buitenkant van de auto, zowel op het glas als op het metaal. De ruit is voor de warmtestraling een ondoorzichtig zwart lichaam (zie het transmissiespectrum van glas, hier, voor de warmtestraling geldt λ>3μm) dat in stralingsevenwicht is met de koude hemel.

Als de ruit afgeschermd is van de koude hemel, bijvoorbeeld door een boom, ontstaat er geen condens.

[walter-]

Komt dit fenomeen idd ook snachts voor? Ik ken het alleen tegen de ochtend aan.
Ik zou stellen dat het trager opwarmen van de buitenste glasplaat tov de omgeving een belangrijke rol speelt (gezien ik het niet van savonds of snacht ken).

Bij het autovoorbeeld; daar ligt het thermisch evenwicht van heel de auto onder de omgevingstemperatuur eens de zon weg is en de hemel vrij is en heb je al dikwijls vanaf savonds condens. Op vensters ken ik het alleen van tegen de ochtend aan. Wat ik alleen kan verklaren doordat of de omgeving tegen de ochtend een hogere luchtvochtigheid heeft of dat de vensters trager opwarmen.

Bijkomend: glas (net als bv de buitenkant van je wagen) kan niks aan vocht opnemen. Andere materialen kunnen dat wel ; bv de buitenmuren van je huis kunnen wel vocht opnemen. En ik ben vrij zeker dat die ook condens onderhevig zijn (zoals bv een goed geïsoleerde garagepoort; maar zie je het niet van binnenuit) alleen verdwijnt die in het materiaal.
Je raamkaders kunnen geen vocht opnemen maar die zijn dan weer slechter isolerend dan de vensters en dus warmer tov de buitenlucht. En doordat er wat vocht tegen het glas beslaat is er weer minder vocht dat tegen de kaders kan beslaan.

[Xilvo]

Wanneer in de ochtend? Is de zon al op en zo ja hoe lang?
Het duurt even voordat lucht opwarmt en als er niet meteen extra water verdampt zal de absolute luchtvochtigheid gelijk blijven, de relatieve vochtigheid afnemen.

[Logocom]

Er worden hier wat dingen door elkaar gehaspeld, even naar de kern terug:

1. Lucht bestaat normaal boven vriespunt uit 99,9% stikstof, zuurstof en het inerte argon. Als je zogezegd wetenschappers vraagt hoe het dan kan dat er tot 5% waterdamp in de lucht kunt hebben, krijg je heel verwarrende antwoorden. Laten we die even laten voor wat ze zijn.
2. Je hebt een hoeveelheid lucht. Tussen verschillende luchtmassa's zijn er drukverschillen en temperatuurverschillen. Nacht is wanneer de zon de andere kant van de aarde beschijnt. Ons leven is net ontstaan door de 24 uurs snelle rotatie en onze afstand tot de zon en onze zwaartekracht die de zuurstof kan vasthouden als 'brandmiddel' voor onze levenscellen (vandaar dat een kaars uitgaat onder een glazen stolp, we zetten dan de zuurstof om in CO2 waarbij we eigenlijk vooral lucht wegen, 60% van het eindproduct en slechts 40% koolstof).
3. De beschrijving van de auto onder de boom, is een heel belangrijke aanduiding en ik dan de schrijver daarvan enorm. 's Morgens krijg je door de zon een activatie en luchtstromingen, en het zijn de koude luchtstromingen die de waterdamp 'wegduwen' bij zonsopgang, en dit over vrij grote afstanden. De lucht onder die bomen is iets bestendiger tegen die windstromingen en gemiddeld genomen ook iets warmer (koude lucht krimpt in dus warme lucht komt er naartoe en waterdamp 'valt' eruit).
4. De druk van lucht is in alle richtingen gelijk: naar omlaag (begrijpen) we, maar even veel naar omhoog en opzij.
5. Dat is de neerslag op de ruiten en soms ook op gelijk welk materiaal van bijv. een auto. Je ziet het ook op harde groene blaadjes die aan de onderkant 'ademen'), je ziet het minder op absorberende of uit 'luchtbuisjes' bestaande elementen die de lucht verder doorvoeren.

Het is niet juist om te beschrijven dat de waterdamp zich condenseert op stofjes in de lucht alleen (iemand beweert hier dat CO2 niet geldt als stofje, maar bijna alle stofjes kunnen een condensatiekern vormen, alleen is het ons nog niet helemaal duidelijk welk soort oppervlaktekarakteristieken je moet hebben en niet gladde maar absorberende koolstof werkt inderdaad niet in alle omstandigheden, maar je hebt ipv de 10 PPM norm ook de 2.5 stofdeeltjes en lager, en daar is het ook niet evident wat meest schadelijk is voor de mens, met euro 7 willen we naar die 2.5 deeltjes en dus zal er heel weinig qua gewicht qua stof in de lucht komen, maar veel meer ultra fijn stof die meteen in onze longen terecht komt en zo klein is dat ons lichaam die niet meer kan uitstoten, dus het zou zelfs kunnen zijn dat we in 2050 onderzoeken krijgen die uitwijzen dat we met Euro 7 net ongezonder bezig zijn dan met Euro 5 waar 10 als norm voor stofdeeltjes nog natuurlijk is en ook door ons lichaam kan verwerkt worden).

De proef op de som is volgende: Je rijdt met de auto: Je krijgt nog meer condens als je eerst warme lucht blaast, nochtans zou die warme lucht meer damp moeten kunnen opnemen. Als je bevroren lucht via de airco op je ruit blaast, gaat die gek genoeg net heel veel waterdamp opnemen.

Dit proces gebruikt heel vermoedelijk sublimatie en de werkelijke doorstroom van lucht waar warme lucht meer in rondetjes komt en snel verzadigt raakt ook. Warme lucht trekt immers meer waterdamp uit vanuit haar natuur naar maximale luchtverzadiging te streven.

Het is dus een hele mooie vraag en het is iets complexer en tegelijk eenvoudiger dan het lijkt. We snappen altijd een deeltje en het antwoord op heel veel wetenschappelijke vragen wordt door echte wetenschappers dikwijls met "ja EN neen" beantwoord, naargelang de componenten en zienswijze die je hanteert.

Dank aan allen voor hun bijdragen. Denk zelf en concludeer zelf. Stop nooit met experimenteren! +je

[Xilvo]

1. Lucht bestaat normaal boven vriespunt uit 99,9% stikstof, zuurstof en het inerte argon. Als je zogezegd wetenschappers vraagt hoe het dan kan dat er tot 5% waterdamp in de lucht kunt hebben, krijg je heel verwarrende antwoorden.

Vraag het mij maar. Ik beloof je een helder antwoord op een concrete vraag.

's Morgens krijg je door de zon een activatie en luchtstromingen, en het zijn de koude luchtstromingen die de waterdamp 'wegduwen' bij zonsopgang, en dit over vrij grote afstanden.

Als lucht wordt verplaatst is dat met alles erin. Waterdamp wordt niet apart verplaatst.

Het is niet juist om te beschrijven dat de waterdamp zich condenseert op stofjes in de lucht alleen (iemand beweert hier dat CO2 niet geldt als stofje, maar bijna alle stofjes kunnen een condensatiekern vormen, alleen is het ons nog niet helemaal duidelijk welk soort oppervlaktekarakteristieken je moet hebben en niet gladde maar absorberende koolstof werkt inderdaad niet in alle omstandigheden, maar je hebt ipv de 10 PPM norm ook de 2.5 stofdeeltjes en lager, en daar is het ook niet evident wat meest schadelijk is voor de mens, met euro 7 willen we naar die 2.5 deeltjes en dus zal er heel weinig qua gewicht qua stof in de lucht komen, maar veel meer ultra fijn stof die meteen in onze longen terecht komt en zo klein is dat ons lichaam die niet meer kan uitstoten, dus het zou zelfs kunnen zijn dat we in 2050 onderzoeken krijgen die uitwijzen dat we met Euro 7 net ongezonder bezig zijn dan met Euro 5 waar 10 als norm voor stofdeeltjes nog natuurlijk is en ook door ons lichaam kan verwerkt worden).

Het begon over condenserende waterdamp. Wat wilde je daarover zeggen?

[Logocom]

1. Moeilijkste vraag in het eerste IPCC congres was waar al die tonnen CO2 bleven, ruim 70% van alle berekeningen. Als het antwoord simpel was, had iedere wetenschapper die vraag al beantwoord. Het antwoord werd gegeven door een stagiair oceanologie die in het eerste jaar zat, en de vergadering werd als beëindigd beschouwd... Ik geef je een vraag: Als er duizenden boeken bestaan over de phase rule en aggregatietoestanden, waarom doet dit verschijnsel zich vooral door rond de vriestemperaturen. Heb je een idee en kun je voor mij even bereken hoeveel waterdamp beslagen wordt in een straat met 100 wagens, waar 20 bomen staan en dit over een afstand van 1000 meter waarvan de helft bebouwde kom is met huizen en er een windsnelheid is van 2 m/s. Dit is een officiële vraag van mij bij mijn lessen, en ik keur een twintigtal antwoorden goed als de logica goed is. Wat ik vooral verwacht bij uw antwoord is: "Wat zijn de imponderabilia hier"? Of je mag ze zelf invullen en mij een berekening geven. Toch simpel, wat waterdamp, wat lucht, alle wetten zijn gekend door jou en mij, dus gewoon een berekening? Oh ja, 1 bar luchtdruk (oude term) en de temperatuur om 8:00 is minus 2 en de temperatuur om 10:00 h is plus 2. Heb je al meteen twee imponderabilia. Wanneer heb je meest condens en waarom heb je die condens net op de wagens waar GEEN bomen staan? De wind is toch constant 2 m/s? Je krijgt een bak bier van mij die ik je zelf kom brengen als je een helder antwoord hierop kan geven. Ik kan het zelf nauwelijks.

2. Als je lucht verplaatst met waterdamp, is zuurstof zwaarder en zijn de moleculen stikstof groter. H20 wordt GEVORMD en is niet "op zich aanwezig" in lucht die gevriesdroogd is. Daarom wordt op Mauna Loa voor de beruchte CO2 meting (met kritiek erop) de lucht gevriesdroogd VOOR het CO2 gehalte wordt gemeten, wat in oude metingen helemaal NIET gebeurde overigens. Ik geef een concreet voorbeeld: "Een oud muf klaslokaal met 60 leerlingen zoals ons in de rechtsfaculteit Gent woon ik bij, en ik meet stijgende waarden van H20 en CO2 vooral door het uitademenen van de leerlingen. Pas als de waarden 4000 tot 6000 PPM benaderen, wordt tijdens de pauze de vensters gewoon opengezet. Dit gebeurt NIET na de lessen waarna de deuren de vensters gesloten worden. Als ik 's morgens toekom, is de meting van CO2 en H20 helemaal teruggevallen. Terwijl het stikstof gehalte ongewijzigd bleef. Ik kom uit een tijd met zoveel koolstof (Cokes fabriek in Zeebrugge reed ik met de fiets onderdoor de nochtans witte rookpluim van het blussen van de kolen, waar het roet gewoon uitviel op de grond en er een zwarte baan was, C kwam uit de CO2 door de enorm hoge concentratie en O2 kwam terug vrij). Nog een ander voorbeeld: O2 of zuurstof is enkel onderaan aanwezig. Mijn horloge (ik woon tussen de bergen van Bulgarije), geeft aan als ik op Musalah naar 3000 meter hoogte loop, wanneer mijn ademhaling in gevaar komt en ik mijn inspanningen moet aanpassen. De O2 is niet gelijk op een hoogte van 2000 meter, de temperatuur zakt gemiddeld met 0,6 tot 0,8 graden per 100 meter hoogtestijging en als het dus 40 graden in Sofia is, dan is het lekker fris als ik met de auto ga fietsen op Batak (BG) of Vlasinsko Jezera (Serbia) op ruim 1000 meter en als het nog te warm is ga ik naar Belmeken Dam fietsen op 2000 meter hoogte. Mijn CO2 meter is altijd bij mij, en wist je dat een CO2 meter zijn metingen aanpast met vochtigheid en temperatuur en een formule gebruikt van een zwart gat in de straling die ook niet precies de juiste straling is? Ooit de formule gezien van een CO2 meter hoe die sensor omgezet wordt naar digitale uitkomst? Ooit een CO2 meter gekalibreerd?
3. Over condenserende waterdamp wou ik zeggen dat als je zoals ik in de natuur leeft, je heel veel dingen leert maar ook beseft dat hoe ouder je wordt, je leert dat je almaar minder weet van wat je eigenlijk verwacht te weten. Iemand die stelt dat hij het 'weet', is dringend aan een bergtochtje toe waarbij hij zijn eigen grenzen heel snel leert kennen dat bijv. 1000 meter hoogteverschil lopen of fietsen, pas na jarenlang training met dosering 'gemakkelijk' als uitdaging wordt aangenomen. Op 15 augustus 2021 stierf ik bijna in Rila gebergte omdat mijn Garmin Fenix 5X Plus en mijn papieren map een route toonden die niet meer bestond door begroeiing en ik een salto maakte waardoor ik 's nachts op 2000 meter al bibberend heel de nacht moest doorbrengen en een hert op een paar meter afstand mij in de ogen keek of ik nog leefde 's morgens en de zon mij duidelijk maakte dat de zon bepaalt of de mens zal leven of verschroeien of doodvriezen... En de hele waterdamp cyclus. Wie niet nederig is en zich betweterig gedraagt, maakt zich verdacht. Dat is geen uitspraak van mij maar van Einstein, zijn leermeester Ernst Mach (ook mijn leermeester in gaswetten overigens) en bijna alle serieuze wetenschappers, die zich meestal niet bezighouden met internet...

Het is geen kritiek op jou persoonlijk, ik denk dat de moderne methode altijd de leerlingen moet oproepen interesse te tonen maar tegelijk moet leren dat als je een gedachte hoort "Nu snap ik het!" dat meestal ook betekent, dat je oren en ogen zich weer sluiten in arrogantie, en je vergeet dat dit kleine antwoord, tien nieuwe vragen oproept.

Qua condensatie is er ook een vraagje die wetenschappers blijft boeien, ook al 'lijkt het op Wikipedia' vanzelfsprekend: "Waarom is water de enige gekende vloeistof die zijn minimale volume op 4 graden bereikt en niet op vriespunt/dooipunt?"

Ik vind je opmerkingen heel goed, maar je zult altijd een kind tegenkomen in je lessen, die je moeilijkere vragen kunt stellen dan wij als leerkracht kunnen beantwoorden. Dat houdt ons net open voor nieuwe kennis. Het alternatief is fundamentalisme, en dan wordt wetenschap zoals bepaalde godsdiensten: dogmatisch en fundamentalistisch. In de fora van quantummechanics met de universele formule die 'bewijst' dat er 'slechts' tien dimensies zijn, is de fout, dat de laatste termen die worden bijgevoegd, variabelen bevatten die we niet eens kunnen definiëren... Ze geven ook toe dat die later nog door wetenschappers zullen ingevuld worden. Dat is geen 'wetenschap' maar 'nog geen wetenschap'... Licht is een golf of rechtlijnige beweging? Niet 'of' maar 'en'. Fotons hebben geen massa? Onmeetbare massa of bijna geen massa. Dat is een groot verschil. 1 gedeeld door 0 =... (weet je het)? Nul tot de nulde macht (meerdere oplossingen en zelfs meerdere formules in programmeertaal mogelijk die andere resultaten geven overigens). +je

[Xilvo]

1. Moeilijkste vraag in het eerste IPCC congres was waar al die tonnen CO2 bleven, ruim 70% van alle berekeningen. Als het antwoord simpel was, had iedere wetenschapper die vraag al beantwoord. Het antwoord werd gegeven door een stagiair oceanologie die in het eerste jaar zat, en de vergadering werd als beëindigd beschouwd...

Lijkt me een wat ongeloofwaardige anekdote. Over welke CO₂ ging het? Over CO₂ die in de armosfeer wordt gebracht maar niet in de atmosfeer terug te vinden was? Heb je een bron?

Ik geef je een vraag: Als er duizenden boeken bestaan over de phase rule//

Je mocht een vraag stellen over waarom er 5% waterdamp in de atmosfeer kon zitten, waarom zuurstof, stikstof en argon niet (altijd) 99+% van de atmosfeer uitmaakt.

2. Als je lucht verplaatst met waterdamp, is zuurstof zwaarder en zijn de moleculen stikstof groter. H20 wordt GEVORMD en is niet "op zich aanwezig" in lucht die gevriesdroogd is.

Massaverschil, ook tussen waterdamp en de rest, doet er niet toe. Het ontmengt niet. Het ging niet over gevriesdroogde lucht, dan kan er sowieso niets condenseren. Molecuulgrootte doet er hier al helemaal niet toe.

Daarom wordt op Mauna Loa voor de beruchte CO2 meting (met kritiek erop) de lucht gevriesdroogd VOOR het CO2 gehalte wordt gemeten, wat in oude metingen helemaal NIET gebeurde overigens.

Als je de fractie CO₂-moleculen wil bepalen moet je meting niet verstoord worden door een (wisselende) hoeveelheid waterdamp.

Mijn CO2 meter is altijd bij mij, en wist je dat een CO2 meter zijn metingen aanpast met vochtigheid en temperatuur en een formule gebruikt van een zwart gat in de straling die ook niet precies de juiste straling is? Ooit de formule gezien van een CO2 meter hoe die sensor omgezet wordt naar digitale uitkomst? Ooit een CO2 meter gekalibreerd?

Nee. Maar een zwart gat zal er niet aan te pas komen.

...en bijna alle serieuze wetenschappers, die zich meestal niet bezighouden met internet...

Je zult vandaag weinig wetenschappers meer vinden die niet dagelijks van internet gebruik maken.