160. Auton tuulilasin jäätyminen taivasalla

Päättele eri lämmönsiirtymistapoja vertailemalla tai selvitä, miksi taivasalla oleva auto on aamulla kylmempi kuin katoksessa ollut.
Vihje: ilmiö havaitaan lähinnä pilvettömällä säällä.

Ratkaisu

Auton ja ilman välillä johtuu lämpöä, ja tämä ilmiö pyrkii pitämään auton ja ilman yhtä lämpimänä. Ilma on kuitenkin heikko lämmönjohde, joten auton lämpötila muuttuu oleellisesti myös lämpösäteilyn takia. Auto vaihtaa lämpöä säteilemällä ympärillään olevien esineiden kanssa ja pyrkii asettumaan niiden kanssa lämpötasapainoon, eli samaan lämpötilaan.

Katoksessa oleva auto pyrkii siis johtumalla asettumaan ympäröivän ilman lämpötilaan ja säteilemällä yllä olevan katoksen lämpötilaan. Nämä ovat yleensä sama asia.

Taivasalla oleva auto pyrkii johtumalla asettumaan ympäröivän ilman lämpötilaan, mutta säteilemällä taivaan, eli avaruuden lämpötilaan. Tämä on hyvin alhainen. Voidaan ajatella myös niin, että katoksen alla oleva auto saa lämpösäteilyä katoksesta, mutta taivasalla oleva ei saa sitä. Näin ollen taivasalla oleva auto jäähtyy ilmaa kylmemmäksi. Mitä suuremmaksi lämpötilaero ilman ja auton välillä kasvaa, sitä enemmän lämpöä johtuu ilmasta autoon, eikä auton lämpötila pääse laskemaan kuin muutaman asteen ilmaa kylmemmäksi. Ilman lämpötilan ollessa pari astetta plussan puolella ilmiö voidaan nähdä siten, että auton pintaan härmistyy ilmankosteudesta jäätä.