Column

Wat warm wordt en blijft

Foto fotodienst NRC Handelsblad

De beschouwing over nachtelijke afkoeling van vorige week was langer dan het papier toestond. Een enkele lezer is daardoor in de kou blijven staan. Het ging over de eeuwenoude Spaanse olijfbomen die sinds een paar jaar het Amsterdamse Waterlooplein opfleuren. Als er flinke vorst dreigt, trekt de plantsoenendienst daar parkeerhoezen overheen. Afhankelijk van de variëteit beginnen olijfbomen tussen -8°C en -14°C graden Celsius vorstschade op te lopen. De gemeente wil dat niet.

Hoe kan een hoes de bomen warm houden, daar ging het om. Hun eigen warmteproductie is nihil, onder de hoes wordt de lucht praktisch even koud als daarbuiten, dus wat is de winst?

De winst komt van de verminderde uitstraling. In de warmtehuishouding van objecten die vrij onder een heldere, zwarte nachthemel staan speelt straling een voorname rol. Binnenshuis bestaat meestal wel zo’n beetje evenwicht tussen wat voorwerpen uitstralen en van de omgeving terugkrijgen. Onder de zwarte nachthemel kunnen objecten veel meer energie aan straling verliezen dan ontvangen en als het dan niet hard waait worden ze kouder dan de lucht. Zo ontstaat er rijp op auto’s terwijl de temperatuur van de lucht nog boven nul is. Zo kan ook dauw ontstaan. Het is in 1814 expliciet beschreven in een beroemd essay over dauwvorming, maar werd, meldt Harry Geurts van het KNMI, al rond 1780 vermoed door de Brit James Six.

De stralingskwestie verklaart ook waarom sloten en grachten onder bruggen niet bevriezen: ze ontvangen daar straling terug van de bovenliggende brug. Heel grote bomen, zoals vruchtbomen, zijn natuurlijk niet goed in te pakken en om die tegen vorst te beschermen worden ze wel nat gespoten. Dat werkt anders: dan wordt profijt getrokken van de warmte die vrijkomt als water bevriest. Deze ‘latente warmte’ houdt een verdere afkoeling een tijdje tegen en voor een nachtvorst in april kan dat voldoende zijn. Tegen een vorstperiode in de winter helpt het niet.

Zo komen we vanzelf bij de AW-aflevering van 2 maart. Daarin is nagedacht over de vraag hoe de klassieke warmwaterkruik zó zou zijn te optimaliseren dat hij een hele koude nacht van 8 uur voldoende warm blijft. Onder meer is voorgesteld de inhoud te vervangen door paraffine. Dat slaat weliswaar per graad en per volume-eenheid minder warmte op dan water (het scheelt 38 procent), maar is (1) veel verder te verhitten dan het kookpunt van water en laat (2) in een gunstig temperatuurtraject veel latente warmte los als het gaat stollen. Dat laatste is deze week nog eens geverifieerd door twee paraffinekaarsen au bain-marie te smelten. De afkoeling vanaf 90 graden ging aanvankelijk snel maar zwakte vlug af en stagneerde lange tijd bij 45 graden. Dat was het stoleffect.

In die aflevering van 2 maart is ook gesproken over de mogelijkheid om kersenpitten en andere zaden en zaadjes in de magnetron te verwarmen. Daarvan zou dan later een koesterende warmte uitgaan, of zoiets. De pitten werden warm, zeker, maar ze werden ook zo weer koud. Afgelopen week is onderzocht wat er nog meer aan korrelig materiaal warm wordt in de magnetron. Daarbij is de onthutsende ontdekking gedaan dat de glazen draaischijf in het apparaat al flink opwarmt zonder dat er iets op staat. En dat een Duralex-glas zonder inhoud na 4 minuten 700-watt-bestraling onaanraakbaar heet is. Altijd gedacht dat alleen water en vet op de microgolven reageerden. Lang geleden is een lezer weggehoond die vroeg waarom een glas melk dat in de magnetron was opgewarmd langer warm bleef dan een glas waarin klassiek verhitte melk was geschonken. Nu is het tijd voor excuses, maar aan wie?

Na wat trial-and-error (kartonnen bekers worden ook warm) zijn bekers gevonden die wel koud bleven: plastic Hema-bekers van onverschuimd polystyreen (PS). Daarin is een bodempje kristalsuiker gebracht en na 4 minuten bestraling kon worden vastgesteld dat suiker nauwelijks reageert. Maar keukenzout warmt flink op. En ronduit verbluffend was het effect op een laag luciferhoutjes (zonder kop). Die werden zo gloeiend heet dat ze verkoolden en begonnen te roken. Hiermee is bevestigd dat de kersenpitten, zoals destijds vermeld, inderdaad in brand kunnen vliegen en dat het waarschijnlijk gewoon het hout van de pitten is dat het kunstje vertoont. Hazelnoten worden ook heet. En pistachenootjes.

Doorslaggevend voor het vermogen van kruiken om lang warm te blijven is de geleidbaarheid van de kruikomhulling, daar hebben veel lezers voorbeelden van gegeven. Er zijn lezers die menen dat een vroeg afkoelende kruik in de loop van de nacht warmte aan het lichaam gaat onttrekken, dus dat hij averechts gaat werken. Dat is een fysische onwaarschijnlijkheid, tenzij de kruik in contact staat met een van die beruchte koudezones in bed.

En, ha, poolreizigers hebben nu in een e-mail aan deze krant toegegeven dat zij in hun steenkoude arctische tentjes op Spitsbergen en Groenland een kruik meenemen in de slaapzak. Het hoge woord is er uit. We doen het ook om ’s ochtends vroeg snel tandenpoetswater bij de hand te hebben, zeggen ze. Natuurlijk. Een enkeling bewaart zelfs de urine in de slaapzak, maar dat lijkt, met alle respect, flauwekul. Als de urine al met 37 graden geoogst wordt is dat maar 3 à 4 graden meer dan de eindtemperatuur van de totaal afgekoelde kruik.

Het plaatje hierboven is een foto van een zelfgemaakte gnomon die juist deze dagen (rond de equinox) eenvoudig in elkaar zit. De Jordan-tandenstoker steekt precies 3 cm uit het papier en de afstand van zijn hartlijn tot de getrokken west-oostlijn is 3,84 cm. Wordt de gnomon, die uit piepschuim bestaat, perfect horizontaal gehouden, staat de tandenstoker er perfect loodrecht op en laat men de top van zijn zonneschaduw precies samenvallen met de west-oostlijn, dan komt die ook werkelijk in de juiste stand te staan. Met het westen in het westen. Tenzij het verkeerde raakpunt gekozen is, want al draaiend vind je er altijd twee. De Vikingen zouden zo’n gnomon gebruikt hebben (AW, 9 maart) en we weten nu: het werkt niet.