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physikalisches Grundwissen

24. April 2010

Im Lupo Cattivo Blog war diese kurze Auslassung zu lesen:

Die Experten-Doktrin , es handele sich um ganz normale Kondensstreifen, beleidigt einfach mein physikalisches Grundwissen.

Was passiert beim “Kondensstreifen” und warum muss dieser zwangsläufig innerhalb von Minuten verschwinden ?

  • Warme Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen als kalte (Grundwissen Physik)
  • an der aus dem Flugzeug-Triebwerk austretenden heissen Luft bildet sich dort ein Bereich mit höherer Luftfeuchtigkeit als in der nicht erhitzten Umgebungsluft
  • diese Bereiche mit höherer Luftfeuchtigkeit erscheinen optisch als Wölkchen = Kondensstreifen
  • sie kühlen sich jedoch innnerhalb von Minuten -abhängig von der Normallufttemperatur- wieder ab auf den Wert der Umgebungsluft.
  • die zeitweise höhere Luftfeuchtigkeit im erhitzten Bereich kann nicht gehalten werden, die Feuchtigkeit verteilt sich wieder dorthin, wo sie vorher schon war, in die gesamte Umgebungsluft = Kondensstreifen ist verschwunden.

Wenn also Streifen stundenlang am Himmel bleiben, kann man dies unmöglich mit “Kondensation” erklären, es müssen Partikel sein, die temperatur- und kondensations-unabhängig eine Wolke bilden.
Aluminium eignet sich dazu, weil es farblich der Wolke ähnelt.
Man sieht aber beim chemtrailing häufig auch “schmutzige braun-orange Wolken
Man kann annehmen, das situationsbedingt unterschiedliche Materialien versprüht werden; dies kann auch einfach deshalb erforderlich sein, um dem Normalbetrachter “verschiedene” unterschiedliche Wetter zu simulieren.

Ja, physikalisches Grundwissen wäre schön, nicht wahr?

Dazu würde unter anderem die Fähigkeit gehören, zwischen „Luftfeuchte“ und „Kondensation“ zu unterscheiden.

  • Luftfeuchte ist gasförmiges Wasser, Wasserdampf¹ also, das in der Luft „gelöst“ ist, Luftfeuchte ist unsichtbar, wie jeder bestätigen wird, der ein Hygrometer sein eigen nennt: auch bei einer relativen Luftfeuchte von 99% ist noch kein Nebel sichtbar.
  • Kondensation tritt auf, wenn eine relative Feuchte von 100% erreicht ist und die Luft kein weiteres gasförmiges Wasser mehr aufnehmen kann. Wenn ich derart gesättigter Luft weiteren Wasserdampf zuführe bilden sich winzige Tröpfchen flüssigen Wassers, die wir als Nebel oder Wolken wahrnehmen.

Durchaus korrekt ist aber, daß warme Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann, als kalte. Pro Kubikmeter warmer Luft kann also mehr Wasserdampf, also Wasser in gasförmiger Form „gebunden“ sein als pro Kubikmeter kalter Luft. Dies ist nicht sichtbar!

Was geschieht also hinter einem Flugzeugtriebwerk?

Wie alle Verbrennungsmaschinen, die Öle verbrennen stößt so ein Flugzeugtriebwerk im Wesentlichen zwei Verbrennungsprodukte aus: CO2 und H2O. CO2, Kohlendioxyd, verteilt sich, wie hinlänglich bekannt, in der Atmosphäre und mischt sich dort mit den anderen vorhandenen Gasen. H2O, Wasser jedoch, verhält sich anders.

Der Abgasstrahl ist zuerst einmal heiß, kann also sehr viel Wasserdampf aufnehmen. Der Sättigungsgrad der Triebwerksabgase lässt sich anhand der Temperatur (mehrere 100° direkt im Abgasstrahl), des Druckes (schwieriger, da der sich schnell an den geringen Außendruck in 10000m Höhe angleicht) und der Gaszusammensetzung berechnen, er ist allerdings nicht von wirklich großer Bedeutung, denn:

  • enthält das Gasgemisch im Triebwerksstrahl mehr Wasser als einer Sättigung von 100% entspricht, so wird noch im heißen Abgasstrahl kondensiertes Wasser in Tröpfchenform vorkommen
  • enthält es weniger Wasser als einer Sättigung von 100% entspricht. so ist der Abgasstrahl erstmal klar, d.h. ohne Wasser in Tröpfchenform

Im zweiten Fall wird sich das Triebwerksabgas nun mit der Umgebungsluft mischen. Diese ist sehr kalt (in der Größenordnung von -40 bis hin zu -60°C). Das entstehende Gemisch wird sehr schnell abkühlen und dabei, da ja kalte  Luft weniger Wasser aufnehmen kann als warme Luft, schnell den Sättigungspunkt erreichen. Egal, wie hoch die relative Feuchte der heißen Luft vorher war, bei dieser Temperatur ist eine Feuchte von 100% erreicht, die Luft enthält also genausoviel Wasser, wie sie maximal aufnehmen kann. Eine weitere Abkühlung wird unweigerlich dazu führen, daß ein Teil des Wassers kondensiert, sich also sichtbare Wolken bilden.

Da wir es bei diesem Prozess nicht nur um die Abkühlung einer in sich abgeschlossenen Luftmenge zu tun haben, sondern mit einem Mischungsprozess zweier Luftmassen (die Abgase und die Umgebungsluft) ist ein zweiter Faktor wichtig: wie hoch ist die relative Feuchte der umgebenden Luftmasse. Ist sie sehr trocken, so wird das entstehende Gasgemisch immer noch eine relativ hohe Wassermenge aufnehmen können, im Extremfall das gesamte, vom Triebwerk ausgestoßene Wasser, dann entsteht kein Kondensstreifen. Ist sie sehr feucht, so wird das Gasgemisch sehr wenig zusätzliches Wasser aufnehmen können, es entsteht ein Kondensstreifen, der sich lange Zeit nicht auflöst.

Wo liegen die Denkfehler im zitierten Blogeintrag?

  • Luftfeuchtigkeit ist nicht sichtbar, was wir sehen ist kondensiertes Wasser!
  • Die sichtbaren Kondensstreifen entstehen nicht dadurch, daß warme Luft mit höherem Feuchtegehalt sichtbar ist, sondern gerade im Gegenteil dadurch, daß sich warme Luft abkühlt und die darin enthaltene Feuchte kondensiert!
  • Das in den Kondensstreifen sichtbare Wasser war nicht vorher schon in der Atmosphäre, es ist durch die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen entstanden.
  • Kondensstreifen lösen sich auf, wenn genügend Luft vorhanden ist, um das überschüssige Wasser aufzunehmen. Dies ist abhängig von der allgemeinen Luftfeuchte in der betroffenen Luftschicht. Kondensstreifen halten sich also dann stundenlang, wenn sie sich in einer Luftmasse gebildet haben, die schon vorher einen hohen Feuchtegehalt hatte

¹Der physikalische Begriff „Wasserdampf“ ist übrigens nicht deckungsgleich mit unserem umgangssprachlichen Begriff. Wenn wir in der Umgangssprache von Dampf sprechen, dann meinen wir ja die weißen Wölkchen und Nebel, die aus Kochtopf und Dampflokomotive entweichen. Das ist bereits (oder noch) flüssiges Wasser, Dampf im physikalischen Sinn beschreibt gasförmiges Wasser, welches nicht sichtbar ist.

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4 Kommentare leave one →
  1. 24. April 2010 13:33

    Kondensation bedeutet doch, das gasförmige Stoffe in den flüssigen Aggregatzustand übergehen. Nicht nur Kondensstreifen lassen die Kondensation sichtbar werden, hat man eine Kamera, sowie eine F-18 zur Hand und diese durchbricht die Schallmauer, sieht man den Wasserdampf der um sie herum kondensiert.
    http://www.chasing.de/foto/100328-N-2953W-257.jpg – Quelle: http://www.defenseimagery.mil

    Liebe Grüße vonne Gitte, der Wolkenfahnderin

    • Peter Jakobs permalink*
      24. April 2010 20:58

      ich hab immer die Kamera dabei, also bringst Du bitte die F/A 18 mit, ok? 😉

      • 25. April 2010 21:28

        … kein Problem, werde mir eine F/A18 Hornet nachbauen, das Original passt nicht in meinen Peugi und auch nicht so ganz oben drauf 😉

  2. 27. Mai 2010 21:08

    Hehe am I literally the first comment to this awesome writing!?

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