AhA: Warum vereisen Autoscheiben?

Physik ist eine besondere Art, die Welt zu betrachten. Wenn ein Physiker morgens die Autoscheibe vom Eis befreit, kann er in Gedanken bei der Unendlichkeit des Universums sein. In dem sich ausdehnenden All befinden wir uns in einer Kältefalle. Und dieser Umstand schlägt sich insbesondere auf Scheiben nieder, die zum Nachthimmel geneigt sind. Wie das?

Kalt und warm sind relative Begriffe. Bringt man einen kälteren und einen wärmeren Körper zusammen, wird der kalte wärmer und der warme kälter. Dieses physikalische Kuschelgesetz gilt selbst dann, wenn sich die Körper nicht berühren. Jeder von ihnen sendet, seiner Temperatur gemäß, Wärmestrahlung aus und ist für die Strahlung des anderen empfänglich.

Tagsüber heizt uns die Wärmestrahlung der Sonne ein. Häuser laden sich auf wie Akkus und geben die gespeicherte Wärme nachts wieder ab. Folglich friert es in Städten seltener als auf dem Land. Auch Autofenster vereisen hier nicht so leicht.

Bei tiefen Temperaturen bewegen sich die in der Luft enthaltenen Wassermoleküle langsamer. Je kälter es ist, umso eher schließen sie sich zu Tröpfchen zusammen. Nebel bildet sich, Tau legt sich auf Blätter und Oberflächen.

„Sobald eine Glasscheibe kälter ist als die Umgebung, kann Feuchtigkeit darauf kondensieren“, sagt Michael Vergöhl vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik in Braunschweig. Daher beschlagen Scheiben von innen, wenn die Luft im Auto feucht und es draußen kalt genug ist. In der Winterkälte schlägt sich Luftfeuchtigkeit auch von außen auf Autoscheiben nieder und gefriert. Am stärksten betroffen sind die geneigten Frontscheiben freistehender Autos. In klaren Nächten geben sie ihre Wärme durch Strahlung teilweise gegen den Himmel ab. Vom eisigen Weltall kommt aber so gut wie keine Wärme zurück. „Unter einem Carport dagegen hat man keine Vereisung“, sagt Vergöhl. Dort tauscht die Scheibe Wärmestrahlung mit dem Garagendach aus. Sie wird nicht kälter als ihre Umgebung.

Am Fraunhofer-Institut haben Forscher eine Methode gefunden, die Vereisung zu verhindern: mit einer transparenten Beschichtung der Scheibe auf der Außenseite. Die elektrisch leitfähige Schicht reflektiert Wärmestrahlung und bremst den Wärmeverlust. Thomas de Padova