Pianka (ubiór)

Pianka – ubiór chroniący przed utratą ciepła w czasie uprawiania sportów wodnych. Termiczny efekt pianki jest uzyskiwany poprzez zatrzymanie pęcherzyków gazu (zazwyczaj azot) w materiałach takich jak neopren lub polichlorek winylu.

Został wynaleziony około roku 1951 przez Hugh Bradnera^[1] z Instytutu Oceanografii im. Scrippsa.

Początkowo pianka miała być ubiorem dla nurków marynarki wojennej. Bradner rozpoczął swoje badania na wiosnę 1951. Na jesieni 1951 rozpoczęły się bardziej aktywne badania, kiedy naukowcy z Berkeley Radiation Laboratory rozpoczęli badania nad testowaniem różnych materiałów. W tym czasie Hugh Bradner z Berkeley Radiation Laboratory pracował nad absorpcją i odbijalnością fal uderzeniowych od różnych materiałów.

W liście z 21 czerwca 1951 Bradner zauważył, że ubrania dla nurków nie muszą być wodoszczelne, jeżeli uda się zatrzymać powietrze w materiale. Innymi słowy, nurek nie musi być suchy, żeby było mu ciepło. Bradner rozpoczął testy na jesieni 1951.

Naukowe podstawy

Teoria wymiany ciepła pomiędzy ciałem i wodą w obecności pianki jest przedmiotem wielu badań fizjologicznych i opracowań teoretycznych wymiany transportu ciepła. Zmiana temperatury ciała zależy od produkcji ciepła, przewodzenia, wypromieniowania i konwekcji^[2].

Jednym z błędnych sądów jest, że pianka ogrzewa ciało poprzez ogrzanie wody, która wciska się pomiędzy ciało pływaka i piankę. Kompletną dyskusję, dlaczego tak nie jest, przeprowadzili Bohren i Albrecht w książce o termodynamice atmosfery^[3]. W rzeczywistości ocieplanie jest powodowane przez izolację materiału (zazwyczaj neoprenowego), w którym są zawarte pęcherze powietrza. Przewodnictwo cieplne w powietrzu jest około 20 razy mniejsze niż przewodnictwo wody. Pianka zapewnia komfort cieplny, ponieważ jest stosunkowo gruba (średnio około 8 mm) i ze względu na małe przewodnictwo ciepła.

Oporność cieplną pianki można opisać wzorem $R_{s}=x/kA$ gdzie A jest powierzchnią pianki, k jest przewodnictwem cieplnym neoprenu (0.190 W/mK) uśrednionym z przewodnictwem cieplnym gazu w pęcherzach, co daje k=0.044W/mK, x jest grubością pianki.

Sierść zwierząt, takich jak foki lub niedźwiedzie polarne, działa podobnie jak mokra pianka, natomiast pióra pingwinów działają jak sucha warstwa ocieplająca^[4].

Przypisy

↑ Wet Suit Pursuit: Hugh Bradner's Development of the First Wet Suit, Carolyn Rainey, Archives of the Scripps Institution of Oceanography, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093-0219, November 1998, SIO Reference Number 98-16
↑ Marcel Aguilella-Arzo, Antonio Alcaraz, Vicente M. Aguilella. Heat loss and hypothermia in free diving: Estimation of survival time under water. „Am. J. Phys”. 71, s. 333-337, 2002.
↑ Craig F. Bohren, Bruce A. Albrecht: Atmospheric thermodynamics. New York: Oxford University Press, 1998, s. 348-350. ISBN 0-19-509904-4.
↑ J. Bookspan, Many are cold but few are frozen: another look at hypothermia

[1] Wet Suit Pursuit: Hugh Bradner's Development of the First Wet Suit, Carolyn Rainey, Archives of the Scripps Institution of Oceanography, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093-0219, November 1998, SIO Reference Number 98-16

[2] Marcel Aguilella-Arzo, Antonio Alcaraz, Vicente M. Aguilella. Heat loss and hypothermia in free diving: Estimation of survival time under water. „Am. J. Phys”. 71, s. 333-337, 2002.

[3] Craig F. Bohren, Bruce A. Albrecht: Atmospheric thermodynamics. New York: Oxford University Press, 1998, s. 348-350. ISBN 0-19-509904-4.

[4] J. Bookspan, Many are cold but few are frozen: another look at hypothermia

[1]

[2]

[3]

[4]