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Warum kühlt ein Ventilator?

So langsam werden die Tage wieder wärmer und der Ein oder Andere macht sich schon wieder Sorgen im Sommer in einem heißen Raum zu sitzen ohne sich zwischendurch abkühlen zu können. Ein einfacher Ventilator kommt da oft gelegen um sich etwas kühle Luft zuwehen zu lassen. Aber warum kühlt ein Ventilator überhaupt? Schließlich enthält er keinerlei tatsächlich kühlende Komponenten.

In der Tat ändert ein Ventilator erst einmal rein gar nichts an der Temperatur der Luft, die sich beispielsweise in einem Raum befindet. Er bringt sie lediglich in Bewegung. Diese Bewegung führt zu einem schnelleren Luftaustausch an der Stelle, wo der Ventilator hin bläst – zum Beispiel unsere Haut. Ist die Umgebungsluft kühler als unsere Haut, so wird durch den Luftaustausch der kühlende Effekt der Luft verstärkt. Die von der Haut aufgewärmte Luft wird weggeblasen und neue kühle Luft kann zur Haut hin gelangen. Ist die Umgebungsluft allerdings schon wärmer als die Hauttemperatur, so fällt dieser Effekt weg. Ein Ventilator ist trotzdem noch in der Lage eine kühlende Wirkung hervorzurufen, aber wie geht das?

Der Luftaustausch hat auch noch einen anderen Effekt. Wenn wir schwitzen verdunstet der Schweiß auf der Haut. Für diese Verdunstung wird Energie benötigt. Diese Energie zieht der Schweiß in Form von Wärme aus der Haut. Das Resultat ist, die Haut kühlt sich ab. Schweiß verdunstet aber nur solange die Luft direkt in Hautnähe nicht zu feucht ist. Sie kann nämlich nur eine gewisse Menge an Feuchtigkeit (hier verdunstender Schweiß) aufnehmen. Durch den Luftaustausch wird immer frische, trockenere Luft zur Haut hin transportiert. Das heißt durch den Ventilator wird der natürliche Kühlmechanismus des Menschen verstärkt. Somit kann dieser auch bei Temperaturen oberhalb unserer Hauttemperatur für eine angenehme Kühlung sorgen.

Natürlich funktioniert das Ganze nur bis zu einer bestimmten Lufttemperatur. Wer in einer Sauna schon einmal einem Luftzug ausgesetzt war, zum Beispiel durch ein wedelndes Handtuch, der weiß, dass der Effekt hier umgekehrt wird und der Luftaustausch hier eine erhitzende Wirkung hat. Zu viele Ventilatoren im Dauerbetrieb sind übrigens auch nicht gut, da der Motor eines Ventilators Wärme abgibt und somit die Raumluft sogar aufwärmen kann. Sobald man die Ventilatoren dann ausschaltet ist es wärmer also vorher ohne Ventilatoren.

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Wärmt uns Alkohol von innen?

Die Weihnachtszeit ist zwar schon lange vorbei, doch die kältesten Wintertage stehen jetzt erst an. Bei diesen kalten Temperaturen will man jede Gelegenheit nutzen sich aufzuwärmen. Da kommt ein Glühweinstand doch gerade recht, denn so ein Glühwein wärmt ja von innen. Doch ist das wirklich so?

Tatsächlich ist die wärmende Wirkung eines Glühweins nur von sehr kurzer Dauer. Da der Glühwein eine höhere Temperatur hat als unser Körper, gibt dieser natürlich erst einmal etwas Wärme an unseren Köper ab. Bei einer angenommenen Trinktemperatur von ca. 50°C ist das im Vergleich zur Körpertemperatur (36°C) allerdings nicht übermäßig viel. Dazu kommt, dass der Glühwein mit der Zeit ja auch abkühlt, wodurch diese Differenz noch geringer wird. Diese kurze Erwärmung unseres Körpers „von innen“ hält somit nicht lange an. Ein zweiter Faktor, der dafür sorgt, dass es uns vorkommt als würde der Glühwein wärmen, ist der darin enthaltene Alkohol. Alkohol hat eine Blutgefäß erweiternde Wirkung. Das heißt die Gefäße, die das Blut bis in die äußersten Stellen unseres Körpers (Hände, Beine Gesicht) transportieren weiten sich und lassen damit mehr Blut an genannte Stellen. Mehr Bluttransport bedeutet auch mehr Wärmetransport, da das Blut ja von warmen Körperinneren kommt. Was wir wahrnehmen ist eine leichte Erwärmung beispielsweise im Gesicht. Was wir nicht merken ist, dass diese Wärme im Körperinneren jetzt fehlt und über die äußersten Gefäße an die Umgebung abgegeben wird. Insgesamt verliert der Körper somit mehr Wärme an die Umgebung, was folglich zu einer Auskühlung führt.

Das kurzzeitige Wärmegefühl ist also auf längere Sicht schlecht für den Wärmehaushalt unseres Körpers. In Extremfällen kann das sogar gefährlich werden. Bei übermäßigem Konsum von Alkohol nimmt der Körper durch die berauschende Wirkung des Alkohols den Wärmeverlust des Körpers nicht mehr wahr und es kann bei langem Aufenthalt in sehr kalter Umgebung zu Unterkühlungen kommen.

Eine Tasse Glühwein ist da natürlich noch kein Problem und kann ja wie oben beschrieben auch kurzzeitig wärmen. Bei höherem Alkoholkonsum (der natürlich grundsätzlich nicht zu raten ist) sollte man im Winter allerdings möglichst bald ein warmes Wohnzimmer aufsuchen um Unterkühlungen zu vermeiden.

 

Quellen:

https://www.kenn-dein-limit.de/aktuelles/artikel/waermt-alkohol-wirklich-von-innen/

Auch interessant zu diesem Thema:

Was macht Alkohol in unserem Körper?

Warum ist die Chili scharf ?

Nicht jeder mag es, aber viele Köche benutzen Chili in verschiedenster Form, um ihre Speisen zu würzen und ihnen eine gewisse Schärfe zu verleihen.

Aber warum ist die Chili überhaupt scharf?

Verantwortlich ist dafür das in der Chili enthaltene Capsaicin, das sich vor allem in den weißen Scheidenwänden und direkt unter der Außenhaut einer Chili befindet. Das Capsaicin wird in unserem Mund von den Wärme- und Schmerzrezeptoren wahrgenommen. Streng genommen ist Schärfe also kein Geschmack, sondern ein Schmerzreiz. Das ist auch der Grund, warum heiße Speisen mit Chili als schärfer wahrgenommen werden als kalte.

Wenn man einmal zu viel einer scharfen Speise erwischt hat oder den Schärfegrad des Essens ein wenig unterschätzt hat, möchte man die Schärfe möglichst schnell wieder aus dem Mund bekommen. Wasser, das oft instinktiv getrunken wird, bewirkt nur eine zwischenzeitige Kühlung des Mundraumes. Da ja die Wärme und Schmerzrezeptoren auf das Capsaicin ansprechen, wird durch die Kühlung auch eine zwischenzeitige Schmerzlinderung erzielt. Um das Capsaicin aber aus dem Mund zu entfernen bringt Wasser nichts. Das Capsaicin kann sich nämlich in dem Wasser nicht lösen. Fett dagegen, ist in der Lage Capsaicin zu lösen und somit aus dem Mund auszutragen. Besser ist also entweder Milch zu trinken oder fetthaltige Lebensmittel wie Käse oder Joghurt zu essen.

Der Schärfegrad einer Chili wird übrigens mit Hilfe der Scoville- Skala angegeben. Diese besagt, wie viel Wasser benötigt wird, um die vorhandene Schärfe zu neutralisieren bzw. nicht mehr erkennbar zu machen. Wenn eine Chilisauce zum Beispiel mit 1000 Scoville angegeben ist, bedeutet das, dass man für einen Milliliter dieser Soße 1000 Milliliter Wasser (1 Liter) benötigt, um die Schärfe zu neutralisieren.

Auch bei der Schärfe der Chili hat sich die Natur etwas gedacht. Die Samen der Chilipflanze werden bei der Verdauung durch Säugetiere zerstört, wodurch die Pflanze sich nicht verbreiten könnte. Die Schärfe hält Säugetiere davon ab die Chilis zu essen (mal abgesehen vom Menschen, der sich die Schärfe absichtlich „antut“). Vögel hingegen besitzen keine Rezeptoren, die Capsaicin detektieren können. Ihr Verdauungstrakt ist aber auch so kurz, dass die Kerne der Chili diesen unbeschadet überstehen können und die Samen dadurch verbreitet werden.

Flimmern über heißen Oberflächen

Jetzt in der warmen Jahreszeit wieder häufig zu beobachten: Ein merkwürdiges Flimmern auf Asphalt, schwarzen Fensterbänken oder anderen heißen Oberflächen. Hast du dich schon einmal gefragt woher das kommt? Hier gibt es die Erklärung.

Zuerst einmal benötigt es dafür eine heiße Oberfläche. Und zwar eine, die deutlich wärmer ist, als die Luft darüber. Diese Luft erwärmt sich im Bereich direkt über der heißen Oberfläche, z.B. Asphalt. (Es funktioniert natürlich auch mit anderen Wärmequellen) Wärmere Luft steigt immer nach oben, da mit steigender Temperatur die Dichte der Luft sinkt und sie somit leichter wird. Die aufsteigende Luft macht dadurch wieder Platz für „frische“ Luft, die auf die Oberfläche strömen kann und sich wiederum erhitzt. Außerdem kühlt die warme Luft beim Aufsteigen langsam wieder ab, so dass sich im Bereich über dem Asphalt mehrere Luftschichten unterschiedlicher Temperatur bilden. Die Aufwärtsbewegung dieser Schichten erfolgt aber in der Regel nicht gleichmäßig, sondern wild durcheinander. In der Technik nennt man eine solche Strömung „turbulent„. Wenn nun Licht, das später in unser Auge fallen soll, durch diese turbulente Strömung aus verschieden warmen Luftschichten fällt, wird es in jeder Luftschicht unterschiedlich gebrochen. (Für eine ausführliche Erklärung des Begriffes Brechung von Licht siehe: https://lustaufwissen.wordpress.com/2015/04/28/wie-entsteht-eigentlich-ein-regenbogen/ )                                                                            Dieses „Wirrwarr“ aus gebrochenem Licht sehen wir dann als Flimmern, das aufzusteigen scheint, da sich die Luftschichten ja weiterhin nach oben bewegen.

Das gleiche Phänomen ist übrigens auch für die scheinbar nasse Straße im Sommer verantwortlich. Licht kann nämlich an einer Grenze zwischen zwei unterschiedlich warmen Luftschichten auch reflektiert werden. (Für Begriffserklärung Reflexion siehe ebenfalls: https://lustaufwissen.wordpress.com/2015/04/28/wie-entsteht-eigentlich-ein-regenbogen/ )                                                                                 Was wir auf dem Boden als Pfütze sehen, ist eigentlich die Spiegelung des Himmels.

Im Allgemeinen nennt man eine solche Spieglung „Fata Morgana„. Dabei kann nicht nur der Himmel, sondern auch andere Gegenstände oder ganze Bergketten gespiegelt werden. Allerdings sollte für eine gut sichtbare Fata Morgana kein Wind wehen, um die Luftschichten möglichst nicht zu verwirbeln. Ist das der Fall, so entsteht eine deutliche Grenze zwischen einer kühleren und einer wärmeren Luftschicht, an der sich das Licht dann spiegeln kann.

grafik_fatamorgana01

In der Abbildung sieht man die Grenzschicht zwischen den Luftschichten (schwarzer Strich). Der Baum wird an dieser Schicht gespiegelt. Das Licht ist mit grauen Pfeilen gekennzeichnet. Aus Sicht des Betrachters, sieht es so aus, als wäre der Baum an der Stelle des grünen Punktes. In Wirklichkeit ist er deutlich weiter weg. Der Baum kann zwar bei einer einfachen Spiegelung auf dem Kopf stehen, doch ist das oft nicht so genau zu erkennen.

So kann es in der Wüste vorkommen, dass Nomaden Wasserstellen, Gebirgszüge oder sogar Städte an Stellen vermuten, an denen weit und breit nichts ist. Eine gespiegelte Stadt muss natürlich existieren, sie kann aber noch viel weiter weg sein als vermutet.