Onlangs hadden we weer eens een discussie over het opwarmen van de oceaan. In alarmistenkringen gelooft men dat de atmosfeer de oceanen kunnen opwarmen door directe geleiding met warme lucht. Ook zou de verhoogde infraroodstraling zonder al te grote problemen de oceanen moeten kunnen opwarmen. Het probleem evenwel is dat beide via de grenslaag tussen lucht en water moeten plaatshebben en daar treedt verdamping op, hetgeen erg veel energie kost. En dit zou de opwarming van de oceanen tegenhouden. Daarom luidde het oordeel dat warme lucht en infrarood de oceanen niet kunnen opwarmen. Maar anderen betwisten dit.

In het opvolgend dispuut bleek onder koortsachtig googelen dat er weinig gezaghebbende literatuur beschikbaar was om een verlossend woord te spreken. Daarom is gesuggereerd om de proef op de som te nemen en te pogen om water met een haardroger op te warmen. Meten is weten, temeer daar ik ook voor een volgend blog in ontwerp absoluut hierover de waarheid wil waaraan kan worden gerefereerd. Het navolgende is het verslag van een dergelijke proef in mijn keuken.

Een standaard supermarkt bakje waar ooit biologische wortelen in hadden gezeten werd gevuld met water op kamertemperatuur, ook werd een klein thermometertje toegevoegd. Na weging op een eenvoudige keukenweegschaal ging het geheel onder een haardroger. Hier is de opstelling op volle kracht aan het werk:

Fig 1 De opstelling, merk de beweging van het water op.

De twee glazen water zijn gewichten om het tape op zijn plaats te houden, waarmee het handvat van de haardroger op zijn plaats werd gehouden. Het duplo-legoblok (ruim voorhanden bij oppas opa’s en oma’s) vult de ruimte op tussen handvat en bar. Maar dat terzijde. De temperatuur vlak boven het water was ongeveer 50-60 graden, ruim boven het maximum van de thermometer.

Elke vijf minuten werd de actie kortstondig gestopt om de schaal te wegen en om de thermometer af te lezen. Na 25 minuten moest ik er van hogerhand mee uitscheiden. Het zou toch zonde zijn geweest wanneer die goede haardroger doorbrandde. Maar dit leverde de volgende grafiek op:

We zien dus wel degelijk dat de temperatuur aanvankelijk stijgt maar daarna asymptotisch afvlakt rond 29,3 graden, dus enigszins beneden de omgevingstemperatuur van 50-60 graden . Het gewicht van de schaal vermindert gestaag en toont aan dat de mate van verdamping licht toeneemt en uiteindelijk wordt zo net zoveel energie afgevoerd door verdamping als er energie als warmte wordt toegevoegd.

We concluderen dus dat het water wel degelijk in beperkte mate wordt opgewarmd. Uiteraard zal het bakje door rechtstreeks contact met de hete lucht iets van de warmte in het water brengen maar dat is marginaal. Het is evident dat de luchtstroom sterke turbulentie in het oppervlakte van het water veroorzaakt, waardoor de warmte in de grenslaag sneller in de diepte wordt gemengd dan dat het met verdamping kan worden afgevoerd. De temperatuur bereikt echter spoedig een maximum waarde, substantieel beneden de temperatuur van de lucht erboven. We kunnen  berekenen dat er in de gehele proef ongeveer 33 kiloJoules aan energie in de opwarming is gegaan en zo’n 113 kiloJoules in de verdamping. We kunnen dus niet zonder meer stellen dat lucht oceaanwater niet kan opwarmen in absolute zin. Wel is het evident dat die opwarming gering is, en dat er zich een evenwicht met verdamping instelt op een duidelijk lagere temperatuur dan de lucht erboven.

Mocht iemand deze proef willen dupliceren dan lijkt me dat een prima idee. Het is niet waarschijnlijk dat dezelfde waardes gaan worden gemeten, wanneer niet alle omstandigheden exact zijn gedupliceerd maar het principe  zal niet afwijken, van evenwicht met verdamping substantieel beneden de omgevingstemperatuur.
Print Friendly, PDF & Email