吹的时候冷,吹的时候热。为什么?
生活中,你有没有发现这样的现象:当你对着手臂皮肤吹气或呼吸时,当你远离皮肤表面时,你吹出的空气总是冷的,但当你靠近皮肤时,它总是热的。
这是生活中很常见的现象,但是当你认真思考的时候,你会发现这很有趣。这到底是为什么?我来给你解答一下!
1.为什么呼吸的时候出来的气息是热的?根据纳维尔-斯托克斯方程的描述,当气体总量一定时,由于气体流出孔径和吹气距离的不同,气体速度会发生变化。
人呼吸时,如果嘴紧贴皮肤,口径大,在这么短的距离下,呼出的气体与周围空气的摩擦过程短,没有热量损失。而且在气体传播过程中,带入的冷空气不多,其热量无法中和,导致呼出的气体是热的。
二、为什么吹冷的时候会吹出空气?与哈气不同的是,吹气时,气体流出的直径小,气柱的导程长,导致气体流速快。根据压力原理,气体流速越快,空气压力越小。此时,其他冷空气会从气压高的地方流向气压低的地方,导致更多的冷空气来中和吹来的热空气。这种气体到达皮肤后会变冷。
第三,水分蒸发的原理也会导致这种现象。如前所述,当你吹气时,空气柱会被带入大量冷空气。当这些冷空气与皮肤表面的水分接触时,会加速水分的蒸发,而蒸发是一个吸热的过程,会导致皮肤表面的冷却,从而带来凉意。
相反,你呼吸的热空气并没有带来大量的冷空气。虽然有蒸发,但是效果不明显。
这是生活中的一个小现象,却蕴含着流体力学的知识。好像生活中物理无处不在!