Vyhřívání

[astar]

Já mám 1.2W a stačí a to i když mi z tubusu stélka voda, tak bez rosení. Jo, jednou se mi zarosila přední plocha korektoru ne sekundár. Důležitá je i rosnice, tu mám cca 40cm. V zenitu se pak moc neuplatňuje, ale to stačí zas to vyhřívání.

[saros]

Ahoj,

mě už se rosil i primár, tady na Vysočině je občas tak vlhko, že z venku po tubusu teče voda. Mám pod primárem (GSO 300/1200) ventilátorek 80 mm, který žene do tubusu zezadu vzduch. Docela to rosení omezilo, ale úplně to nestačilo. Tak jsem před ten ventilátorek udělal takovou mřížku z odporového drátu (při 12V bere 1,5A, tedy 18W), která vzduch před vstupem do ventilátoru lehce předehřívá (rozdíl teplot neměřitelně nízký). Ventilátor to pak "rozmíchá", obteče to zrcadlo a tubusem okolo sekundáru to jde ven. Od té doby se mi nezarosil ani sekundár. Vliv na turbulenci v tubusu jsem žádný nepozoroval. Pustím to hned při temperaci dalekohledu, vypínám až ráno. Pokud jsem to vypínal během focení, vedlo to k rozostření dalekohledu. Z toho topného kabelu pod primárem bych měl docela obavy, že to bude deformovat zrcadlo nerovnoměrným ohřevem a způsobovat turbulence v tubusu. Stačí použít opravdu malý výkon, hlavně ale stabilní a rovnoměrně rozdělený pod plochou zrcadla a v tubusu.

[hades]

To mi prijde divny (preci jenom je to obrovskej kus skla, co se ochladi pod rosny bod), ale ok.

Já ti nevím, ale jak by se něco mohlo ochladit pod rosný bod? Možná mi něco uniká, ale nemyslím si, že je fyzikálně možné, aby se něco ochladilo pod okolní teplotu, pokud to aktivně nechladíš, třeba Peltierovým článkem. Opravte mě prosím, pokud se pletu

[saros]

Pokud by to nebylo možné, nikdy by se nic neorosilo! Po setmění se zemský povrch ochlazuje radiací (vyzařováním), od něj se ochlazují přízemní vrstvy vzduchu a jakmile teplota poklesne pod rosný bod (ten je tím vyšší, čím je vlhkost vzduchu vyšší), dojde ke kondenzaci vody. Tvoří se kapky na chladných površích nebo mlha přímo v chladném vzduchu. Při poklesu teploty na rosný bod dosahuje relativní vlhkost vzduchu téměř 100%. Více vody se už v takto chladném vzduchu nemůže rozpustit a nadbytečná voda prostě vykondenzuje. Teplý vzduch je totiž schopen rozpustit více vodní páry než studený. Je pravda, že v okamžiku, kdy voda začíná kondenzovat, se pokles teploty dočasně zpomalí, voda kondenzací zpět uvolňuje výparné teplo do vzduchu.

[saros]

Ještě doplním: zrcadlo se skutečně neochladí pod okolní teplotu! Pouze okolní teplota klesne pod rosný bod. To jsou dvě různé věci. Rosný bod je teplota, při poklesu pod niž se začíná vylučovat nadbytečná voda ze vzduchu jako rosa, nebo mlha, při teplotách pod nulou jako jinovatka. Teplota vzduchu může poklesnout pod rosný bod, teplota zrcadla samozřejmě tedy také, ale ne pod teplotu vzduchu.

[MilAN]

Já ti nevím, ale jak by se něco mohlo ochladit pod rosný bod?

Aby se něco orosilo, musí se to ochladit pod rosný bod

[honza22]

Nemáš pravdu. Při změně skupenství vody hrají roli i jiné faktory než jen teplota, takže pokud teplota vzduchu klesne ke 4 stupňům Celsia, orosí se i materiály s teplotou mírně vyšší pokud je jejich povrch hladký a to zrcadlo splňuje dokonale.

[hades]

MilAn: Myslel jsem to tak, že se něco nemůže ochladit pod okolní teplotu. A rosný bod nemůže být vyšší než okolní teplota. Napsal jsem to nepřesně. A ty jsi to zase vytrhl z kontextu.
honza22: Anomálii vody a podobné jevy zde neřešíme

[honza22]

Ty asi ani nevíš, co řešíš, viď?
Já jsem odpovídal Milanovi.
Rosení je kondenzace vodní páry a kondenzace vodní páry je změna skupenství, takže na tento jev nemá vliv jen teplota tělesa na kterém vodní pára kondenzuje, ale i jeho povrchové vlastnosti z hlediska kapilární elevace. Jsou to základy fyziky. Anomálie je to jen pro toho, kdo v hodinách fyziky spal.

[MilAN]

V obecné odpovědi na obecnou otázku o rosení bych opravdu neřešil anomálii vody v okolí 4°C, ani emisivitu materiálu, ani přítomnost kondenzačních jader. Ty vlivy existují a v reálu se vzájemně kombinují. Ale asi v souvislosti s dalekohledem nebudeme teoreticky řešit specifické jevy . V souvislosti s pozorováním se pohybujeme v rozsahu teplot +25 až -20C a nejsme v laboratorních podmínkách . Zrovna tak hodnoty prostředí měříme jen velmi hrubě a neřešíme při tom žádné rovnice.

[HonzaStr]

No, s tou kondenzací je to poměrně složité, ale základní principy jsou vcelku jasné (byť třeba neintuitivní).
Saros to napsal téměř správně, ale podle mě je to přecejenom trochu jinak.
1. Teplota objektu (zrcadla, v našem případě) rozhodně může a často je nižší, než je teplota okolního vzduchu.
2. Teplota vzduchu nemůže být (tedy aspoň ne dlouhodobě) pod teplotou rosného bodu.

Ad 1: Samozřejmě dochází k výměně tepla s okolním vzduchem (vedením), také je tu ale ta radiační část. Pokud by byl systém izolovaný, tj energie by neutíkala ani nepřibývala "zvenku", teploty by se vyrovnaly. Ve dne ale přichází energie od Slunce, pevné látky ji absorbují a vedením pak předávají (v tu chvíli typicky studenějšímu) vzduchu. V noci je to obráceně - teplo utíká (primárně z pevných těles) zářením do studeného vesmíru, vzduch se od nich ochlazuje. Je to neintuitivní a sám si pamatuju, jak jsem to na střední škole moc nechápal, ale záření je prostě důležitý a často i dominantní způsob přenosu tepla. Ale pro nás astronomy je to vlastně poměrně stravitelné, je to ten stejný Planckův (případně Stefanův-Bolzmannův) zákon, díky kterému svítí hvězdy.
Ad 2: Teplota rosného bodu přímo matematicky souvisí s relativní vlhkostí vzduchu. Pokud je vlhkost 100%, je teplota vzduchu právě rovná teplotě rosného bodu. Tak nějak bych čekal, že existuje nějaký "kvazistav", kdy teplota vzduchu může dočasně ještě klesnout (například, pokud není v prostředí dostatek kondenzačních jader), ale patrně to nebude nic dlouhodobého ani významného.

[mike]

Ad 1: tady je potřeba mít na paměti, že plyny jsou obecně mizerné vodiče tepla, takže pokud je vzduch klidný, ta výměna vedením mezi předmětem a okolním vzduchem je hodně pomalá, takže nějaká tenká vrstvička bude v rovnováze, ale opravdu jen tenká. (Navíc má vzduch i nízkou měrnou tepelnou kapacitu, zejména objemovou, což ještě víc zpomalí ochlazování předmětu ve dne a oteplování v noci.)

Ad 2: obecně se to stát může a asi by to v laboratorních podmínkách mohlo i nějakou dobu vydržet, podobně jako podchlazený plyn/kapalina nebo přesycený roztok. Ale v případě, který nás zajímá, je tam vždycky navíc ten chladnější předmět, na kterém to bude přirozeně a ochotně kondenzovat.

[HonzaStr]

Ještě si dovolím praktické pokračování: primární zrcadlo se také může orosit (bohužel s tím mám docela rozsáhlé osobní zkušenosti), ale záleží na situaci a patrně konstrukci dalekohledu. Je jasné, že ke kondenzaci je nutné, aby teplota zrcadla klesla pod teplotu rosného bodu okolního vzduchu. Ale jsou zde i další faktory, které to můžou (pozitivně) ovlivňovat.

Že se to lidem zase tak často neděje, je pravděpodobně dané různými věcmi, od konstrukce tubusu (včetně použitého materiálu, jeho tepelné vodivosti, kapacity, emisivity atd), přes samotné parametry zrcadla. A samozřejmě také, vlastnostmi pozorovacího stanoviště.

Pokud chceme kondenzaci zabránít, nabízí se několik řešení. Kromě triviálního "nepozorovat, když je moc vlhko" se nabízí vyhřívání, což je ale dost brutální způsob (ale pokud se to dělá s mírou a zrcadlo je skutečně atermické, tak by to snad mohlo fungovat). Další věc, co by mohla pomoct, je smysluplné použití větráčku - prouděním vzduchu kolem zrcadla se zrcadlo jednak ohřívá teplejším vzduchem, proudění vzduchu navíc znesnadňuje kondenzaci. Myslím, že se to tu někde rozebíralo. A určitě by se našly i další věci (například ta rosnice).

[mike]

Když už jsme se vrátili k praktickým otázkám, zkusím taky jednu: kam je nejlepší dát vyhřívací proužek na refraktor? Donedávna jsem to neřešil, protože objektiv byl vždycky tím posledním, co zůstalo neorosené, ale teď se mi jednou orosil i ten, paradoxně zrovna když jsem na tubusu preventivně proužek měl. Tubus vypadá takhle:



Objektiv je přibližně na úrovni toho spojovacího prvku, kterým je k tubusu připojená rosnice, ale ten se zdá být z nějakého plastu, takže jsem měl pochybnosti o jeho tepelné vodivosti a proužek jsem dal raději těsně pod něj na tubus. Ale to je asi špatně, takže kam by ho bylo nejvhodnější nasadit?

[hades]

Mám ho na rosnici kousek před optikou, radil to tady kdysi i MMys. A nikdy se mi nezarosil.