Staszek

Staszek
staszek2000(malpa)ymail.com / zdybi(malpa)interia.eu

wtorek, 17 stycznia 2017

Związek pomiędzy temperaturą punktu rosy a bronią, lornetkami i aparatami fotograficznymi


(fot. Przemysław "Fredi" Ferfet)

Bardzo mroźna zima jest nie tylko wyzwaniem dla survivalowców, ale również dla sprzętu jakim się posługują. Jednym z czynników mającym duży wpływ na eksploatację znacznej części outdoorowego wyposażenia, poczynając od odzieży przeciwdeszczowej, namiotów, śpiworów, a kończąc na aparatach fotograficznych, lornetkach i broni palnej, jest temperatura punktu rosy. Temat jest bardzo szeroki, bo dotyczy nie tylko szerokiej gamy sprzętu, ale również różnego z nim związku. W obecnym poście opiszę w skrócie tylko wpływ temperatury punktu rosy na eksploatację broni, lornetek i aparatów fotograficznych.

Każdy żołnierz wie, że podczas mrozu nie można na krótki okres czasu wchodzić z bronią do ciepłego pomieszczenia, ponieważ w chwilę po wejściu do pomieszczenia broń (głównie metalowe elementy) pokryje się warstwą rosy. Jeżeli będziemy przebywać w pomieszczeniu przez dłuższy czas, wówczas temperatura broni wyrówna się z temperaturą otoczenia, a rosa powinna wyparować. Napisałem powinna, ponieważ w przypadku dostania się rosy (wody) do licznych zakamarków broni, w celu całkowitego wysuszenia konieczne może okazać się rozebranie broni. Im większa różnica pomiędzy wartością temperatury na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia, oraz im większa wilgotność powietrza wewnątrz pomieszczenia, tym skraplanie się pary wodnej na powierzchni broni będzie intensywniejsze. W przypadku kiedy skroplona para wodna nie zdąży odparować z powierzchni broni i jej zakamarków, wówczas po wyjściu z pomieszczenia na zewnątrz woda zamarznie, unieruchamiając broń.

Podobnie rzecz się ma z aparatami fotograficznymi i lornetkami. Nie raz widziałem turystów wchodzących w zimie do „zaparowanej” jadalni schroniska z odkrytymi aparatami fotograficznymi, którzy po szybkim wypiciu herbaty i zjedzeniu kanapki wychodzili na zewnątrz. Niestety, wykonane przez nich zdjęcia przed wejściem do schroniska, były często dla ich aparatu ostatnimi zdjęciami w tym dniu. Niektórzy jednak wracali do schroniska i umieszczali swoje aparaty na grzejnikach, czekając aż „odtają”. Jeżeli obiektyw aparatu nie jest wodoszczelny, a woda dostanie się pomiędzy soczewki, wówczas nawet parogodzinne suszenie na grzejniku nic nie da. Podobnie rzecz się ma z lornetkami. W przypadku wodoodpornych lornetek problem znacząco się upraszcza i ogranicza tylko do zewnętrznych powierzchni soczewek.

Czy istnieje sposób na uniknięcie tego rodzaju problemów?
Oczywiście, można je ominąć w bardzo prosty sposób, ale najpierw wyjaśnię ich przyczynę.

Otaczające nas powietrze zawiera parę wodną, czyli wodę, ale w gazowym stanie skupienia. Zawartość pary wodnej w powietrzu podlega bardzo dużym wahaniom. Im powietrze ma wyższą temperaturę, tym więcej może pomieścić w sobie pary wodnej.
Dla przykładu (oczywiście w uproszczeniu):
- 1m³ powietrza o temperaturze -20 ºC może pomieścić maksymalnie około 0,9g pary wodnej
- 1m³ powietrza o temperaturze 0 ºC może pomieścić maksymalnie około 4,8g pary wodnej
- 1m³ powietrza o temperaturze 20 ºC może pomieścić maksymalnie około 17,3g pary wodnej

Załóżmy, że jesteśmy we wnętrzu pomieszczenia w którym temperatura powietrza wynosi 20 ºC, a jego wilgotność (wilgotność względna) wynosi 50%, czyli powietrze jest nasycone parą wodną tylko w 50%. W temperaturze 20 ºC każdy m³ powietrza w pomieszczeniu jest w stanie pomieścić około 17g pary wodnej. Ponieważ wilgotność wynosi 50%, oznacza to, że w każdym m³ powietrza jest około 9g pary wodnej. Po wyłączeniu ogrzewania temperatura powietrza w pomieszczeniu zaczyna spadać. Wraz ze spadkiem temperatury maleje maksymalna ilość pary wodnej, jaką powietrze może w sobie pomieścić. W momencie, kiedy temperatura powietrza w pomieszczeniu osiągnie wartość około 9 ºC, wówczas każdy m³ powietrza będzie mógł pomieścić w sobie maksymalnie około 9g pary wodnej, czyli taką ilość, jaka znajduje się w pomieszczeniu w każdym m³.

A co stanie się z parą wodną, kiedy temperatura powietrza nadal będzie się obniżać?
Przy temperaturze 9 ºC i zawartości 9g/m³ wilgotność wzrosła do 100%, czyli powietrze zostało maksymalnie nasycone parą wodną. Dalszy spadek temperatury powietrza spowoduje, że zawarta w nim para wodna zacznie się skraplać. Wartość temperatury, przy której wilgotność osiągnęła 100% i poniżej której zaczyna się skraplanie pary wodnej, nazywamy temperaturą punktu rosy. Załóżmy, że temperatura powietrza obniżyła się do 0 ºC. W tej temperaturze każdy m³ powietrza może zawierać w sobie maksymalnie około 5g pary wodnej. Reszta pary wodnej, czyli około 4g uległa skropleniu.

Jak będzie przebiegał powyżej opisany proces przy wniesieniu do pomieszczenia karabinu, aparatu fotograficznego i lornetki?
Załóżmy, że temperatura powietrza na zewnątrz pomieszczenia wynosi -5 ºC, natomiast wewnątrz pomieszczenia panują warunki jak w powyżej opisanym przykładzie, czyli temperatura powietrza wynosi 20 ºC, a wilgotność 50%. Do pomieszczenia wnosimy sprzęt, którego temperatura wynosi około -5 ºC. Ciepłe powietrze po zetknięciu się z zimnym sprzętem zaczyna się ochładzać. Największemu schłodzeniu ulega warstwa powietrza na styku ze sprzętem. W momencie, kiedy temperatura powietrza w tej warstwie osiąga wartość około 9 ºC, dochodzi do skroplenia się na powierzchni sprzętu (zwłaszcza jego metalowych i szklanych częściach) pary wodnej zawartej w powietrzu. Proces ten będzie trwał dopóki sprzęt nie ogrzeje się do temperatury punktu rosy, czyli około 9 ºC. Podczas dalszego wzrostu temperatury sprzętu woda, która powstała ze skroplenia pary wodnej i osadziła się na powierzchni sprzętu, ulegnie odparowaniu, czyli ponownie zamieni się w parę wodną.

Jak można zabezpieczyć się przed skraplaniem się wody na sprzęcie?
Wystarczy szczelnie owinąć go materiałem nie przepuszczającym powietrza.
W przypadku karabinu, przed wejściem do ogrzewanego pomieszczenia, należy szczelnie owinąć go ponczem przeciwdeszczowym lub folią NRC. Broń przed zawinięciem w poncho lub folię należy dokładnie oczyścić ze śniegu! Ponowne odpakowanie broni może nastąpić po wyniesieniu broni z pomieszczenia lub też w pomieszczeniu, ale dopiero wówczas, kiedy temperatura broni podniesie się powyżej temperatury punktu rosy.
W przypadku aparatów fotograficznych lub lornetek najlepszym rozwiązaniem jest odpowiednio duży worek foliowy (najlepsze są woreczki do mrożonek). Przed wejściem do ogrzewanego pomieszczenia wkładamy aparat/lornetkę do worka foliowego i dokładnie zamykamy worek. Ponownie wypakowujemy sprzęt z worka foliowego dopiero po wyjściu na zewnątrz lub kiedy temperatura sprzętu podniesie się powyżej temperatury punktu rosy, czyli postępujemy tak samo jak z bronią. Worek foliowy odda nam również nieocenione usługi podczas długiej ulewy, kiedy zachodzi ryzyko zamoknięcia sprzętu w plecaku. Wówczas najlepiej włożyć do worka aparat wraz z futerałem.

Tym krótkim postem nie omówiłem wszystkich problemów związanych z temperaturą punktu rosy. Jak już wspomniałem na początku problemy te dotyczą szerokiej gamy naszego sprzętu i to w różnych aspektach, np. pogarszającej się termoizolacji śpiworów, zamakania wnętrz namiotów, itp. Ale o tym może przy innej okazji.

Staszek

W niniejszym poście, w celu uproszczenia omawianych zagadnień, pominąłem niektóre aspekty, jak chociażby wpływ ciśnienia atmosferycznego na temperaturę punktu rosy.


Zależność temperatury punktu rosy (dew point) od temperatury i wilgotności (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dewpoint-RH.svg).