这几天天气越来越冷,衣服也越穿越多,但穿的越多真的越暖和吗?
在回答这个问题之前,我们得先知道为什么会冷?我们的人体每时每刻都在消耗能量产生热量,同时也在散热,当产热<散热时,温度就会降低,我们就会感觉到寒冷。因此,我们感觉到冷,是因为产热<散热。而我们人体产热基本恒定,因此,关键在于散热。那散热与那些因素有关呢?
1.1 影响散热的因素
根据传热学的知识,我们知道物体散热主要有三种方式:传导、对流和辐射。
传导主要针对固体而言,对流主要针对流体而言,辐射不论是固体还是流体都存在。举个例子,在用铁锅烧水的过程中,热量由接触火源的一面传输到接触水的另一面,这就是传导;而加热后的水会往上流动,没加热的水会往下流动,(这是为什么开水会翻滚的原因),通过对流,使所有的水液都能够加热,这种传热的方式就叫对流传热。
1.2 衣服如何保暖
既然知道了热量是如何散掉的,那我们要保暖就得反其道行之。
针对传导,我们得选择导热系数低(导热性能差)的材料,针对对流,我们得选择流动性差的材料。(辐射,是真空中传热的主要方式,在大气中可以忽略不计)隔热材料中,空气的隔热效果最好,棉毛和绒毛毯次之。所以我们冬天穿的衣服以棉、绒为主。而且,我们的羽绒服、棉服都是很蓬松的,这个蓬松的空间就能储存大量的空气,同时阻滞空气的对流,这样就会在身体和外界之间形成一道空气层,从而防止热量散失,达到保温的目的。
影响隔热的因素中,除了材料,还有一个就是厚度了。(一般来讲,同样条件下,穿的越多越暖和)但也不是越厚越好,因为随着厚度的增加,虽然导热减少了,但热对流产生的热量损失会急剧增加,因此在热传导与热对流之和最小的时候,保暖效果最好。
1.3 如何穿衣
知道了以上的原理,那我们穿衣的原则就出来了:外层防风减少对流,中层保暖,内层排汗。这里重点说一下为什么内层要排汗。
我们羽绒等之所以能保暖,是因为可以膨大,从而储存更多的空气,增加空气层的厚度,进而达到保温的效果。而羽绒之所以能膨大,是因为它特有的空间结构,若是羽绒被水汽侵入,则羽绒会失去原有的空间结构,产生坍塌,从而大大降低储存空气的能力,进而大大降低保暖效果。因此,如果内层排除了水汽,中间层的空间结构就不会坍塌,保暖效果当然好啦。
参考:
https://baike.baidu.com/item/%E4%BC%A0%E7%83%AD/679202?fr=aladdin
https://www.zhihu.com/question/20692139
https://www.zhihu.com/question/27028959