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夏至刚刚来临,所有小伙伴就都不得不面临一个问题:需要些手段来防暑降温!
近日,在炎炎夏日下,一些大学生们利用风扇和矿泉水瓶,制成了一个加强版的清凉神器!
这款“神器”,不仅仅使得夏季的炎热无影无踪,更让在场的学生直呼“好冷”。可为什么在风扇上绑矿泉水瓶,风就会更为凉爽呢?
我们感到凉爽,主要依靠这个装置的两种工作原理,一是风扇本身提高了空气的流动速度,二是矿泉水瓶减小了流动空气的横截面积,进一步提高了气流速度。
风吹越快越凉爽
提高了空气流动速度,就能让我们感到凉爽,这和我们吃一些比较热的食物之前,要先吹一吹,道理是一样的。
在物体的固液气三种形态的六种转换里,吸热的过程有:
汽化、升华、融化
放热的过程有:
凝华、凝固、液化
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而我们感觉到凉爽,是水分汽化蒸发吸热造成的。影响液态水蒸发的主要因素,有如下三种:
液体的表面积
液体的温度
液体表面的空气流速
这其中我们能够促进吸热的方式,就是提升身体表面的空气流速。
风扇的主要作用,就是通过电动机带动扇叶的旋转,提升空气的流动速度,让身体表面的水分蒸发吸热,体表的温度就会降低。空气流动的速度越快,我们就越凉爽。
但是,同样是提升了空气流速,呼气却完全不同。我们在手里呼一口气,往往感受到的是温暖。吹气和呼气,都提高了空气流动速度,为何前者会觉得凉,后者,会感到热呢?
吹气呼气不一样
其实,吹气和呼气的差别还是很大的,人体排出气体中的水蒸气,大约是空气中的15倍。呼气时,被高温气体携带的水蒸气,与温度较低的体外皮肤接触并遇冷凝结,所放出的热量大于水分蒸发吸收的热量,因此会感到温暖。
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若不考虑气体压缩对空气密度以及温度的影响,吹气的空气流动速度较快,吹出气体中的水蒸气还未来得及凝结,便被吹走了,对吸放热影响较小。
吹气时,空气流动速度较快,最为核心的因素就是:吹气时空气流通的横截面积要相对较小。
横截面小风更快
根据计算,其他条件不变,流速与横截面之积为固定值,两者成反比。下面这个生活中的例子可能更为直观。
我们有一个可以随意变换口径的呲水枪,施加相同的力,枪口口径细的,就会比粗的喷的更远。这就是说,横截面积越小,流体流动速度越快;反之则越慢。
绑上无底无盖的矿泉水瓶,实际上是减小了空气流动的横截面积,让风速更快。风速越快,人就越感到凉爽!大家可以尝试一下,凉爽之余,除了注意用电安全,也可以在瓶口放置湿毛巾、湿纸巾一类的物品,降温效果更佳!
大家平时都会用什么办法降温呢,是风扇、空调还是DIY?
为了能在夏季不会只能用冰块来“物理降温”,多掌握一些物理知识,这能够有助于保障一个清凉的夏季。学习知识,尽在德智,你想要的,我们都有~
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