Soweit ich weiß, ist das Molekulargewicht von Wasser niedriger als das Molekulargewicht von Stickstoff und Sauerstoff. Sollte es also für einen Ventilator nicht einfacher sein, feuchte Luft zu bewegen als trockene Luft gleicher Temperatur?
Wenn ja, warum haben Sie das Gefühl, dass Ihre Ventilatoren an heißen, schwülen Tagen keine Luft blasen?
Ich dachte ursprünglich, dass es daran lag, dass das Wasser auf Ihrer Haut nicht in die bereits gesättigte Luft verdunstete, aber jemand bot eine Widerlegung an, die mehr oder weniger lautete: „So funktioniert das nicht.“
Kann das bitte jemand klären?
"So geht das nicht" ;)
Es gibt eigentlich zwei Fragen, also werde ich versuchen, sie nacheinander zu beantworten:
1.) Das Molekulargewicht von Stickstoff und Sauerstoff ist für Gase in den von Ihnen angesprochenen Druck- / Temperaturbereichen nicht besonders relevant. Ein Typ namens Amedeo Avogadro fand heraus, dass jedes Gas, das wir kennen, den gleichen Druck hat, wenn es im gleichen Volumen auf die gleiche Temperatur erhitzt wird. Das bedeutet, dass nicht das Molekulargewicht relevant ist, sondern die Menge an Molekülen/Atomen in einem bestimmten Volumen bei einer bestimmten Temperatur.
Dies ist die ideale Gasgleichung p * V = n * R * T, mit n = Anzahl der Atome/Moleküle und R = eine Konstante aus Gründen der Einheitenumrechnung.
Stellen Sie sich ein Gasmolekül vor, das auf eine feste Oberfläche trifft - die Kraft, die es auf die Oberfläche ausübt, ist J = m * V ( https://en.wikipedia.org/wiki/Impulse_(Physics) ) Wenn das Molekül schwerer ist, ist seine Geschwindigkeit automatisch V langsamer, sodass J immer den gleichen Wert hat.
Was hat das jetzt mit Feuchtigkeit zu tun? Wenn man 1m³ trockene Luft bei einer Temperatur von 20°C und einem Druck von 1 bar in eine Kiste gibt und auf eine Waage stellt, erhält man den Wert von ~ 1,293 kg. Wenn Sie dieser Luft etwas Wasserdampf hinzufügen (bis zu dem Punkt, an dem die Luft gesättigt ist), erhöht sich die Menge der Moleküle in der Box und damit auch das Gewicht: Wir müssen entweder den Druck aus der Box ablassen oder Der Druck in der Box steigt.
Nehmen wir an, der Druck bleibt gleich (da Sie von einem Ventilator in Ihrem Haus sprechen und Ihre Türen/Fenster nicht luftdicht verschlossen sind): Legen Sie Ihre Kiste erneut auf eine Waage und was erhalten Sie? Das Gewicht hat tatsächlich abgenommen, weil wir mehr Moleküle aus unserer Druckentlastung herauslassen, als wir mit unserem Wasser hineinbringen!
Wenn die Schaufeln eines Lüfters (= feste Oberfläche) auf die Luftmoleküle treffen, muss der Lüftermotor diesen Druck überwinden. Mit dem Dampf haben wir jetzt weniger Moleküle in der Luft als vorher, daher braucht der Lüfter weniger Kraft, um sie zu bewegen.
Dieser Effekt ist bei alltäglichen Anwendungen wie einem Ventilator zu Hause kaum wahrnehmbar. Es spielt jedoch eine bedeutende Rolle in industriellen Anwendungen.
2.) Also, warum fühlt es sich an schwülen Tagen schlecht an? Auf der Hautoberfläche sind auch an kalten Tagen immer kleine Schweißtropfen zu sehen. Sie können die Luft um Sie herum nur sättigen, bis ein bestimmter Punkt der Luftfeuchtigkeit erreicht ist. Wenn die Luft bereits feucht ist, kann weniger Schweiß verdunsten. ( https://en.wikipedia.org/wiki/Evaporative_cooler#Physical_principles )
Das fühlt sich schlecht an, denn die Verdunstungskühlung ist das Hauptmittel der Temperaturregulation eines Menschen. Selbst wenn Ihr Ventilator also mehr m³ Luft zu Ihnen bläst, kann er im Vergleich zu trockener Luft nur einen Bruchteil Ihres Schweißes verdunsten.
Tatsächlich ist das einer der Hauptgründe, warum sich Klimaanlagen so gut anfühlen – weil sie die Luft nicht nur herunterkühlen, sondern auch trocknen . Das fühlt sich gut auf der Haut an, ist aber schlecht für alle „geschmierten“ Körperteile, Augen, Schleimhäute usw., weil sie das Wasser brauchen, um richtig zu funktionieren.
Bill N
Hellreaver