Γιατί φαίνεται η ανάσα στο κρύο; Δεν είναι καπνός

Γιατί φαίνεται η ανάσα όταν βγαίνουμε έξω μια κρύα μέρα; Το λευκό σύννεφο που σχηματίζεται μπροστά μας δεν είναι καπνός, αλλά κυρίως μικροσκοπικά σταγονίδια νερού.

Ο ζεστός, υγρός αέρας που εκπνέουμε ψύχεται όταν αναμειγνύεται με τον εξωτερικό αέρα και μέρος των υδρατμών του συμπυκνώνεται. Δεν συμβαίνει, όμως, σε κάθε εκπνοή: ρόλο παίζουν μαζί η θερμοκρασία και η υγρασία.

Γιατί φαίνεται η ανάσα, αφού οι υδρατμοί είναι αόρατοι;

Οι υδρατμοί είναι νερό σε αέρια μορφή και δεν φαίνονται. Αυτό που βλέπουμε είναι τα μικρά σταγονίδια υγρού νερού, τα οποία σχηματίζονται όταν ο ζεστός και υγρός αέρας της εκπνοής ψυχθεί αρκετά.

Η Βιβλιοθήκη του Κογκρέσου εξηγεί ότι η εκπνοή είναι ζεστή και πολύ υγρή. Όταν συναντά τον ψυχρότερο αέρα, η θερμοκρασία της πέφτει. Αν φτάσει στο σημείο δρόσου, οι υδρατμοί μπορούν να συμπυκνωθούν και να γίνουν σταγονίδια.

Η συμπύκνωση είναι η μετάβαση του νερού από την αέρια στην υγρή μορφή. Το ίδιο φαινόμενο βλέπουμε, για παράδειγμα, στις σταγόνες που εμφανίζονται στην εξωτερική πλευρά ενός κρύου μπουκαλιού: η διαφορά είναι ότι στην ανάσα τα σταγονίδια αιωρούνται για λίγο στον αέρα.

Το λευκό νέφος θυμίζει καπνό, αλλά δεν είναι προϊόν καύσης. Το νερό υπήρχε ήδη στην εκπνοή μας· απλώς ήταν αόρατο όσο παρέμενε σε μορφή υδρατμών.

Πόσο κρύο πρέπει να κάνει για να φανεί;

Η Βιβλιοθήκη του Κογκρέσου αναφέρει ότι η ανάσα συχνά γίνεται ορατή κάτω από τους 45 βαθμούς Φαρενάιτ, δηλαδή περίπου 7 βαθμούς Κελσίου. Πρόκειται για ενδεικτικό κανόνα, όχι για σταθερό όριο: η θερμοκρασία και η υγρασία της ατμόσφαιρας επηρεάζουν μαζί το αποτέλεσμα.

Γι’ αυτό δύο ημέρες με ίδια ένδειξη στο θερμόμετρο μπορεί να δώσουν διαφορετική εικόνα. Ο ψυχρότερος αέρας μπορεί να συγκρατήσει λιγότερους υδρατμούς από τον θερμότερο και, όταν ψύχεται υγρός αέρας, μπορεί να φτάσει σε κορεσμό και να σχηματιστούν σταγονίδια.

Δεν υπάρχει, επομένως, μία ακριβής θερμοκρασία κάτω από την οποία η ανάσα θα είναι πάντοτε ορατή. Η υγρασία και το σημείο δρόσου βοηθούν να εξηγήσουμε γιατί σε μία κρύα ημέρα η εκπνοή φαίνεται καθαρά, ενώ σε μια άλλη όχι.

Τι σημαίνει το σημείο δρόσου;

Σημείο δρόσου είναι η θερμοκρασία στην οποία πρέπει να ψυχθεί ο αέρας, με σταθερή πίεση και ποσότητα υδρατμών, ώστε να κορεστεί. Αν ψυχθεί περισσότερο, μπορεί να ξεκινήσει η συμπύκνωση.

Όταν η θερμοκρασία του αέρα φτάσει στο σημείο δρόσου, η σχετική υγρασία είναι 100%: ο αέρας έχει κορεστεί. Στην περίπτωση της ανάσας, η ανάμειξη του ζεστού αέρα που εκπνέουμε με τον ψυχρότερο εξωτερικό αέρα μπορεί να οδηγήσει σε αυτό το σημείο.

Η σχετική υγρασία συγκρίνει τους υδρατμούς που υπάρχουν στον αέρα με τη μέγιστη ποσότητα που μπορεί να υπάρχει σε εκείνη τη θερμοκρασία. Επομένως, το ίδιο ποσοστό σχετικής υγρασίας σε διαφορετικές θερμοκρασίες δεν σημαίνει απαραίτητα ότι υπάρχει και η ίδια ποσότητα υδρατμών.

Με απλά λόγια, το θερμόμετρο δείχνει πόσο κρύος είναι ο αέρας, ενώ η διαφορά ανάμεσα στην τρέχουσα θερμοκρασία και στο σημείο δρόσου δείχνει πόσο κοντά βρίσκεται ο αέρας στον κορεσμό. Όταν η ψύξη τον φέρει σε αυτή την κατάσταση, το νερό της εκπνοής γίνεται ορατό σε μορφή σταγονιδίων.

Μοιάζει με την ομίχλη ή με το θάμπωμα στο τζάμι;

Η ομίχλη προσφέρει μια κοντινή σύγκριση: περιλαμβάνει σταγονίδια νερού που αιωρούνται στον αέρα, όπως και η ορατή ανάσα. Η διαφορά είναι η κλίμακα και η διάρκεια. Η ανάσα σχηματίζει ένα μικρό, παροδικό νέφος, ενώ η ομίχλη εκτείνεται στα χαμηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας.

Μέσα στο σπίτι, ανάλογη εικόνα βλέπουμε όταν θαμπώνει ένας καθρέφτης ή ένα κρύο τζάμι. Υγρός αέρας ψύχεται κοντά στην επιφάνεια και αφήνει σταγονίδια. Στην ανάσα, αντίθετα, τα σταγονίδια βρίσκονται για λίγο στον αέρα.

Σε προσομοιώσεις για κρύο και υγρό περιβάλλον, ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα σταγονίδια της εκπνεόμενης πνοής μπορούν αρχικά να μεγαλώσουν και στη συνέχεια να μικρύνουν. Η εξέλιξή τους εξαρτάται από τις συνθήκες γύρω τους, ενώ το λευκό νέφος παραμένει παροδικό.

Η εκπνοή μπορεί να περιέχει και αναπνευστικά σωματίδια, όμως αυτό είναι ξεχωριστό από την εξήγηση του λευκού νέφους, που αποτελείται κυρίως από μικροσκοπικά σταγονίδια νερού. Στην επόμενη κρύα βόλτα, λοιπόν, αυτό που βλέπουμε είναι για λίγο το αόρατο νερό της ανάσας μας.