Tento jav sme mohli v minulosti vidieť len výnimočne. Vtedy mali okná, oproti dnešným, malú tepelnú izoláciu a to viedlo k tomu, že ich vonkajší povrch bol ohrievaný teplom, ktoré oknom unikalo von. Ohrievanie bolo tak výdatné, že stačilo na to, aby vonkajší povrch zasklenia a rámov mal vyššiu teplotu, ako vonkajší vzduch. K rosenie okien zvonka nemohlo dôjsť.
Túto situáciu v poslednej dobe zmenili nové moderné okná, najmä s trojsklami alebo dvojsklami s fóliou Heat Mirror. Tieto okná izolujú tak, že v noci a k ránu môže povrchová teplota zaklení a rámov na vonkajšej strane klesnúť až o niekoľko stupňov pod teplotu vonkajšieho vzduchu. Ak je pritom vonku dostatočne vlhko, okná sa zvonku orosia.
Kedy sa okná rosia zvonku?
Rosenie okien z vonkajšej strany môžeme, nie ale nevyhnutne, očakávať v situáciách, keď sa intenzívne rosia napr. sklá a karosérie zaparkovaných áut pred domom. To znamená ráno po jasných nociach, keď výrazne klesnú ranné vonkajšie teploty. Stretneme sa s ním aj za daždivého počasia, kedy je až stopercentná vlhkosť. Rosenie parkujúcich áut a rosenie okien domov z vonkajšej strany má podobnú príčinu. Pri autách však nastáva častejšie a skôr, pretože ich interiér cez noc nevykurujeme.
Príčinou rosenia je tepelné žiarenie
Okno sa začne rosiť, keď teplota na jeho vonkajšom povrchu klesne pod úroveň rosného bodu vzduchu. Vzniká otázka, ako vôbec môže teplota vonkajšieho povrchu okna klesnúť tak veľa? Doma, dajme tomu, nameriame 20 ° C, vonku 10 ° C a okno sa zvonku rosí. Ak je vonku relatívna vlhkosť 90%, musí vonkajšia povrchová teplota okná spadnúť pod 8,5 ° C. Čo spôsobilo ochladenie okna pod úroveň okolitej teploty?
Keby sme uvažovali, že je okno ochladzované len kontaktom s okolitým vzduchom, odpoveď by sme nenašli. Vzduch, nech vonku fúka akokoľvek, dokáže okno ochladiť len na úroveň svojej teploty, nie nižšie. V hre je ale ďalší „hráč“ a to tepelné žiarenie. Presnejšie vzájomné zdieľanie sálavého tepla medzi telesami. Na rozdiel od kontaktného spôsobu, predstavuje sálanie výmenu tepla na veľké vzdialenosti.
Každé teleso, teda aj okno (ale aj živé bytosti vrátane človeka), vždy sálajú teplo. Napr. dospelý človek, ktorého plocha tela má v priemere 1,73 m², sála do voľného priestoru žiarivú energiu s výkonom približne 900 W, za celý deň to predstavuje energiu 21,5 kWh. To je už skutočne čo povedať. Telo by muselo rýchlo chladnúť, nebyť toho, že sa nikdy nenachádza v úplnej prázdnote. Je obklopené stenami miestnosti, vonku potom zemským povrchom, vegetáciou, stavbami a oblohou.
Tepelné žiarenie telies
Čitateľ, ktorý sa nechce príliš vnárať do detailov fungovania neživej prírody, môže nasledujúcu pasáž preskočiť. Je podstatné, že nielen náš figurant, ale všetky predmety sálajú teplo. Intenzita tohto sálanie rastie so 4. mocninou teploty t, veľmi presne sa riadi Stefan-Boltzmannovým zákonom:
Telo figuranta síce vyžaruje energiu, ale zároveň absorbuje teplo vyžarované okolitými predmetmi. Smrť umrznutím mu teda nehrozí. To ukazuje na dôležitú vec. Popri teplote telies, vrátane vzduchu, ktorú meriame dotykovým teplomerom, musíme počítať aj so žiarením (sálaním) telies, ktorému ľudia hovoria infračervené. Fyzikálne ide o to isté žiarenie, akým sa šíri rozhlasový, televízny či mobilný telefónny signál, svetlo, ultrafialové žiarenie, röntgenové lúče alebo gama-lúče pri jadrových reakciách. Odlišujú sa len vlnovou dĺžkou a intenzitou, s akou ich vyžarujú ohriate telesá.
Na prvý pohľad prekvapí vysoká intenzita tepelného vyžarovania telies a to už aj pri bežných pozemských teplotách.
Zdieľanie tepelného žiarenia telesami
Aj okno, na ktorom sa zvonku zráža rosa, vyžaruje podľa svojej okamžitej teploty nemalý výkon. Zároveň však absorbuje žiarenie od okolitých „predmetov“, čo sú pozemky, stromy, budovy a iné stavby v okolí, obloha a Slnko. Z pohľadu okna tvorí jeho okolie rôznorodý zdroj žiarenia, ktoré ako celok reprezentuje určitú teplotu. Nebyť vzduchu a ohrievania okna zvnútra, ustálila by sa jeho teplota práve na úrovni teploty okolitého žiarenia.
V noci, hlavne pri jasnej oblohe, môže teplota vonkajšieho žiarenia klesnúť pod úroveň teploty vzduchu. Hlavný podiel na tom má chladná nočná obloha, ktorej žiarivú teplotu formulujú chladné, horné vrstvy atmosféry a chladný vesmír.
Rosenie okna z vonkajšej strany tým získava technické odôvodnenie. Pri teplote vzduchu 10 ° C môže teplota žiarenia v noci klesnúť napríklad k nule. Predmety s nízkou akumuláciou tepla potom chladnú rýchlejšie ako vzduch. Sú to napríklad listy stromov a tráv, karosérie áut, strechy a tiež okná domov, ktorých vonkajší povrch je málo zásobovaný teplom z vnútrajšku domu.
