电风扇旁的矿泉水瓶,隐藏着制冷秘密?
来源:科普中国
发布时间:2024-06-18
浏览次数:844

版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

审核专家:彭国球 中国人民解放军总医院第四医学中心副主任医师

随着夏季的到来,气温不断上升,不少人拿出了夏季必备降温神器——电扇!躺着吹,坐着吹,走路也得举一个小小的电扇对着吹,可是,这样真的可以起到降温的作用吗?一直吹电扇真的凉快了吗?

吹风扇也会中暑

首先,我们要了解什么是中暑。

中暑是指高温和(或)高湿无风的环境下,由于体温调节中枢a功能障碍、汗腺功能衰竭和水电解质丢失过多,而引起的以中枢神经和(或)心血管功能障碍为主要表现的急性疾病。

那为什么吹着风扇,明明身体感受到了阵阵凉意,还是会出现中暑的情况呢?

这是因为在高温天气中长时间吹着风扇并不能真正降低体温。尽管风扇可以带来短暂的凉意,但它无法改变室内的温度,也无法有效散发人体散热所需的热量。或许在你还没意识到的时候,温度已经达到37度甚至更高,即使你吹着风扇也可能会中暑。

什么!风扇不能降温!

对,你没看错,其实风扇从来都不能降温

相信你一定会发出疑问“不能降温,那我吹着风扇的时候,怎么还能感受到凉意?”这就不得不提到“蒸发-吸热-制冷”了。

首先,气流的增加会加速水分(如汗液)的蒸发。水分蒸发的过程能有效带走身体表面的热量。

在日常生活中,人体的体温通常高于周围的气温(除非极端情况下出现连续多天超过35℃的高温)。因此,在正常情况下,我们的身体会向周围释放热量,同时贴近皮肤的空气也会被加热。

当空气流动不畅时,皮肤附近的空气被身体加热后温度升高,导致与身体的温差减小,热对流也会减弱,从而使身体表面的热量更难传递出去。而风扇能够产生空气流动,带走皮肤表面相对较热的空气,使皮肤和空气之间的热对流更加顺畅。因此,我们会感到凉爽。

也就是说,风扇并不能直接降低室内的气温,它只是通过产生空气流动来降低我们的体感温度。

风扇改造计划——伯努利原理
怎么?改造风扇不是拆了再组装吗?什么是伯努利原理?当然不是啦!

伯努利原理最为著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小。接下来的两个风扇改造小技巧就是运用了伯努利原理。

01

调转方向,向着窗外

风扇对室外吹,可以明显看到原本不动的纸条动了,说明室内、外空气交换加快 来源:丁香生活研究院

这是因为,风扇在吹风的时候,风扇周围的空气流速比较快,根据伯努利原理,流速大的地方压强小,房间里其他地方的气体会朝这个方向运动。电风扇对着窗外吹时,会形成一个高流速的低压强地带,而窗外那些相对静止的空气,就会因为压强高而流进屋子里来。

同时又因为屋子里的空气也被吹出去了,室内由此变成了低压区,室外的高压空气就会不断地被吸进来做补充。

图中「蓝色-红色」的示例条,表示着风速的大小。但因为速度是有方向的,所以蓝色、红色表示着相反方向的最高风速。在图中观看,就是说明——风扇吹出的空气风速很快,同时流入室内的空气,风速也很快。 来源:丁香生活研究院

这个室内空气的方法不仅能够帮助房间降温,除甲醛效果也是翻倍!

大家都知道,除甲醛最好的方法就是通风。

很多人刚刚装修完房子,会买一把超大的电扇在家里疯狂吹——这样是有用的,只不过用处有限。因为风扇对着屋子里吹,虽然让室内空气开始流动了,但室外的空气想流入还是一个缓慢的扩散过程,这样换气的速度会比较慢,换气量也小。但是如果你把风扇转个方向,朝着窗户外吹,立马就不一样了。

电风扇对着窗户外吹,能大大加速室内外的空气交换循环,真正起到快速通风的效果,这样对于去除甲醛是很有效的。

02加个瓶子,更加凉爽

首先,我们知道,电风扇的出风量是定量的,根据矿泉水瓶的设计,风从瓶身到瓶口,出风口会经过一个立即变窄的过程,导致最终从瓶口出来的风速加快,根据伯努利原理,风速越快,压强就会变小。

来源:杭州电视台

为了更好的理解,我们可以试着哈气。在哈气的时候,呼出的气是热的,但是如果把嘴抿小一点,吹气的时候,可以发现气体是很凉快的。我们会发现,压强变小之后,气体进入压强比较小的地方就会膨胀,膨胀之后,气体对外做功,根据能量守恒定律,导致气体温度下降,吹到身上就会比较凉快一点。

风扇改造计划——伯努利原理

01 改造后的风扇=空调?

从制冷效果来说,只有靠近出风口的地方是比较凉快的,冷气出来之后,瞬间跟环境同化了,制冷效果就不是特别好了。如果从降低房间内温度的角度来说,这样的方式反而会让空间内的温度升高,对于整体屋子内的温度来说,会觉得越来越热,尤其是风扇本身还发热,所以效果是远远不如空调的。

空调的工作原理远比电风扇和矿泉水瓶的组合复杂得多。空调通过制冷剂在室内外机之间循环,实现热量的转移和温度的调节。它不仅能够降低室内温度,还能够调节室内湿度和空气质量。

02空调+风扇=空调扇?

现在市面上有各种类型的空调扇(或称为冷气扇)。这些风扇是否真的能有效制冷呢?

首先可以确定的是,它们确实能够制冷,但制冷的方法相对简单而直接。大多数空调扇的制冷原理是在风扇前方添加水和“冰晶”,通过风扇吹风将凉爽的气流带到室内,从而帮助降低温度。

冰晶看起来神奇,说白了就是个冰袋,风扇吹出的风会经过冰晶,自然就能降温了。按照这个原理,如果你家里只有普通风扇,在风扇前面放一碗冰或者装满冰的矿泉水瓶,也能起到类似的效果。

最后也提醒一下大家

近期北京已经发布多个高温黄色预警

今年夏天异常炎热

该开空调还是要开的

别为了节约空调费而中暑

那就得不偿失了~

欢迎扫码关注深i科普!

我们将定期推出

公益、免费、优惠的科普活动和科普好物!




听说,打赏我的人最后都找到了真爱。
做科普,我们是认真的!
扫描关注深i科普公众号
加入科普活动群
  • 参加最新科普活动
  • 认识科普小朋友
  • 成为科学小记者