Wednesday, October 12, 2011

Schwarz, die coolste Farbe der Welt

Fakt? Es wird behauptet dass schwarz die beste Farbe ist um Hitze vom Motor abzuleiten.

Nach einer „hitzigen“ Diskussion anlässlich eines monatlich wiederkehrenden Benzingesprächs unserer Luftkraft Gruppentherapierunde wurde ich aufgefordert dieses Thema zum Anlass für einen neuen Blog Beitrag zu nehmen.

Schwarz leitet tatsächlich wärme besser ab wie sonst eine Farbe aber warum?

Wie wir ja alle wissen absorbiert schwarz am meisten Wärmeenergie wenn Energiestrahlen (sichtbare wie auch unsichtbare) wie Sonnenlicht darauf strahlen. Schwarze Jeans hinter der Frontscheibe im Sommer werden zum Beispiel richtig schnell heiss. Da dies allgemein nicht bestritten wird und während unsrer Diskussion auch nicht in Frage gestellt wurde beschränke ich mich auf die Wärmeabgabe von schwarz.

Bunte Farben wie blau, rot, gelb, usw. absorbieren oder emittieren vor allem Strahlung in ihrer eigenen Wellenlänge. Rot z.B. hat einen Wellenlängenbereich von 650 – 750 nm, blau von 420 – 490 nm oder gelb von 575 – 585 nm.



Schwarz und weiss sind sogenannte unbunte Farben, weil sie aus den Grundfarben zusammengesetzt werden. Sie sind also keine reinen Farben weil sie nicht aus einer einzelnen Wellenlänge bestehen, sondern aus einem Gemisch aller Spektralfarben. In richtigen Anteilen gemischt, ergibt sich weiss oder schwarz. Schwarz absorbiert oder emittiert deshalb nicht einfach nur einen Wellenbereich sonder alle (respektive keine).

Das trifft aber nur auf die sichtbaren Wellenlängen zu. Ein schwarzer Körper strahlt also nicht schwarz, die Strahlung, welche von ihm ausgeht, ist für das menschliche Auge unsichtbar.
Wärmestrahlung, die wir nicht sehen können, ist genau wie Licht auch eine elektromagnetische Strahlung, aber von viel grösserer Wellenlänge.
Aus diesem Grund kann schwarz im Vergleich mit anderen, bunten Farben die meiste Wärmeenergie abgeben, schwarz ist nämlich der beste Leiter im Infrarot Wellenbereich und Wärmestrahlung findet halt vor allem im Infrarotbereich statt.
Kurzwellige IR-Strahlung, schliessen sich direkt am sichtbaren (roten) Bereich an und beginnen bei 780 nm und gehen bis 1400 nm.

Nun ist es eventuell etwas verständlicher warum schwarz besser kühlt als eine andere Frabe?
Oder doch nicht?

2. Versuch
Schwarz wie auch alle anderen Farben absorbieren Wärme besser als sie ableiteten.
Es entsteht also ein Wärmeüberschuss. D.h. wenn dein Auto in der Sonne steht wird es so lange aufgeheizt bis ein Gleichgewicht gefunden wird zwischen Wärmezufuhr und Ableitung. Diese Ableitung wird z.B. durch die Oberfläche einer Haube oder eines Kotflügels und der darum fliessenden Luft beeinflusst. Die Umgebungstemperatur verhindert also dass sich das Auto unendlich aufheizt. Da schwarz im Verhältnis zu anderen Farben wärme besser abstrahlt wird so ein Gleichgewicht theoretisch schneller erreicht.

Theoretisch wird ein schwarzes Auto wird in der Sonne schneller heiss aber nie so heiss wie ein blaues Auto zum Beispiel.

Im übertragenen Sinn ist es demnach thermisch besser wenn Motorenbleche, Zylinder, Zylinderköpfe schwarz gespritzt werden.

Aber HALT!

Trotzdem eignen sich nicht alle Farben dazu Hitze von einem Zylinder oder Zylinderkopf abzuleiten. Farbe isoliert auch, gerade silikonhaltige High Temp Farben sind dafür ungeeignet. Auf einem Auspuff sind diese Farben ideal denn hier wollen wir die Wärmeenergie in den Auspuffgasen halten so lange es geht.
Wenn also ein Zylinder schwarz gespritzt wird dann nur mit einer hauchdünnen schicht Ofenfarbe oder schwarzen Primer. Nicht mehrere Schichten hochtemperaturfeste Sprühfarbe aus dem Baumarkt!

Klar?



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