Verdünnung von Rauch

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

hallo!

Schon länger beschäftigt mich die Frage, wodurch Rauch bei Verdünnung weniger sichtbar wird. Schaut man sich zB Rauch an, der aus einem Schornstein oder Auspuff kommt, ist dieser beim Austritt sichtbar. Je weiter sich der Rauch vom Austrittspunkt entfernt, desto unsichtbarer wird er. War er anfangs schwarz, wird er grau, dann blass grau und schließlich sieht man ihn garnicht mehr.
Der Rauch verdünnt sich. Doch wie verdünnt er sich?
Naheliegend wäre, dass das Volumen zunimmt und die Anzahl der Rauchpartikel konstant bleibt.
Möglich ist aber auch, dass die Anzahl der Rauchpartikel wächst; dass also beim Austritt große Partikel vorliegen, die in kleinere zerfallen. Große Partikel wären dann stärker sichtbar und kleinere weniger gut. So würde das Rauchvolumen nicht stark zunehmen, aber die Sichtbarkeit stark abnehmen.
Gerade wenn ich mir Kerzenrauch anschaue, finde ich, dass der Rauch nicht soviel an Volumen zunimmt, wie er an Sichbarkeit abnimmt. Auch findet meiner Warnehmung nach der Übergang von „noch sichtbar“ zu „unsichtbar“ nicht stufenlos, sondern abrupt statt.

Zerfallen die Rauchpartikel also oder werden sie einfach nur ähnlich einer wässrigen Lösung verdünnt?

Gruß
Paul

#2

Hi,

die Partikel zerfallen nicht, dafür nimmt die Konzentration immer weider ab, da sich die Abgase mit der Umgebungsluft vermischen. Irgendwann ist die Konzentration so gering, dass du die Partikel mit bloßem Auge nichtmehr ausmachen kannst. Das ist übrigens stehts ein kontinuierlicher Übergang, egal ob großer Schornstein oder kleine Kerze.
Die Partikel bleiben vorserst in der Luft, größere setzten sich irgendwann ab, die kleinen kommen als Regentropfen oder Schneeflocken runter.

Gruß
Hatje

#3

Ich meine, dass man die Rauchpartikel sowieso nicht direkt sieht sondern nur das Streulicht das von ihnen reflektiert wird. Das Streulicht steht in Konkurrenz zu dem Umgebungslicht. Das Auge muss dann das wenige Streulicht von dem Umgebungslicht unterscheiden. Das ist so wie wenn man einen Stern in der Nähe des hellen Mondes noch sehen will. Wenn durch die Verdünnung das Signal/Rauschverhältnis dann zu ungünstig ist, sieht man keine Partikel mehr.
Udo Becker

#4

Hallo,

Ich meine, dass man die Rauchpartikel sowieso nicht direkt
sieht sondern nur das Streulicht das von ihnen reflektiert wird.

Wenn du einen Baum siehst, ist das auch nur reflektiertes Licht!
Oder wie siehst du etwas direkt"?

Ansonsten kommt sehr auf die Beleuchtungsverhältnisse an und auch auf die Art des Rauchs.
Bei hohen Konzentrationen erkennt man die Rauch- oder Nebelfahne aber deutlich an der Opazität.
http://de.wikipedia.org/wiki/Opazit%C3%A4t

Durch die Rauchfahne hindurch wird der dahinter liegende Himmel deutlich erkennbar abgedeckt bzw. bedämpft.
http://jolosiedler.info/assets/images/Rauchfahne_Jol…
http://www.bahnbilder.de/1024/diese-aufnahme-mit-imp…
Beim 2. Bild erkennt man auch deutlich Steulicht, dass in dem Fall durch passenden Beleuchtung und den weißen Wassernebel sehr gut als Reflexion sichtbar wird.

Bei schwarzem Rauch mit hohem Rußanteil ist der Streulichtanteil aber eher gering und oft nicht wahrnehmbar, weil Ruß einen sehr hohen Absorbtionskoeff. hat.

Das Streulicht steht in Konkurrenz zu dem Umgebungslicht.
Das Auge muss dann das wenige Streulicht von
dem Umgebungslicht unterscheiden.

Bei sehr günstiger Beleuchtung kann man Streulicht sehen, allerdings wird diese mit abnehmender Konzentration auch entsprechend geringer, so dass man an der opazitiven Wahrnehmungsschwelle (um 5% Opazität = 95% Transmission) auch kaum noch Streulicht sehen wird.

Wenn durch die Verdünnung das Signal/Rauschverhältnis dann zu
ungünstig ist, sieht man keine Partikel mehr.

Naja, was du da beschreibst ist eher „Überleuchten“ und hat mit Rauschen wenig zu tun, sondern eher mit der Dynamik des Empfängers.
Gruß Uwi

#5

Moin,

Schon länger beschäftigt mich die Frage, wodurch Rauch bei
Verdünnung weniger sichtbar wird.

neben dem schon gesagten., Rauch besteht anfangs teilweise aus Wassertröpchen, die sich schlicht in der Luft auflösen. Speziell bei Verbrennungsdämpfen ist das so. Das Wasser kondensiert, wenn die Gase abkühlen, weil der Taupunkt unterschritten wird und die Wassertröpfchen lösen sich dann wieder auf.

Gandalf

#6

http://de.wikipedia.org/wiki/Tyndall-Effekt
Udo Becker

#7

Hallo Paul!

Das wesentlich wurde ja schon gesagt. Ich will nur einen Punkt ergänzen:

…Auch findet meiner Warnehmung nach der Übergang von „noch sichtbar“ zu „unsichtbar“ nicht stufenlos, sondern abrupt statt. …

Turbulenzen! Die lenken erstens deinen Blick ab und führen zweitens Häppchen für Häppchen zu einer stürmischen Vermischung/Verdünnung.

Gruß, Zoelomat

#8

neben dem schon gesagten., Rauch besteht anfangs teilweise aus
Wassertröpchen, die sich schlicht in der Luft auflösen.
Speziell bei Verbrennungsdämpfen ist das so. Das Wasser
kondensiert, wenn die Gase abkühlen, weil der Taupunkt
unterschritten wird und die Wassertröpfchen lösen sich dann
wieder auf.

Ich denke, dass solche Effekte hauptsächlich für das von mir Beobachtete verantwortlich sind. Ich habe auch Videos von gasförmigem (bzw wieder kondensierendem) Kerzenwachs gesehen, vielleicht ist im Rauch einer erlöschenden Kerze auch was davon enthalten.

Zu Kerzenrauch ist mir auch noch aufgefallen, dass er ganz anders verteilt ist als zB Farbnebel aus einer Farbsprühflasche. Aus der Sprühflasche kommt recht homogener Nebel, der Kerzenrauch breitet sich in solchen Bändern aus.

Gruß
Paul