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如何回答孩子「30℃洗澡水有点凉,30℃的气温却很热」?

2021-11-15知识

专业相关:

首先,人感觉冷和热是因为人体向外散出或者吸收了热量,向外散出能量就会觉得冷,吸收了外界的热量就会觉得热。所以人体感觉冷热取决于外界空气或者水的换热能力。

第二,换热能力除了和介质相关以外还和流动状态有关系,简单说就是流动速度越大换热效果越好,洗澡时,水是流动的,但是空气是基本静止的,虽然有自然对流,但是速度要比水流速度小得多。

总的来说因为水的换热能力比空气强,同时洗澡时水是流动的(强迫对流),也就是说当外界温度低于人体体温时,相同温度的水能带走更多的热量,所以人会觉得更冷。

专业角度来讲:

温度高于周围环境的物体时会产生热量传递。 牛顿冷却定律 :当物体表面与周围存在温差时,单位时间从单位面积散失的热量与温度差成正比。(适用于强制对流以及温差不太大)

其中h 为对流换热系数,人体温度约36.5度,是恒定的,水温与气温都是30度也是定值。但水的自然对流换热系数大约为1000 W/(m^2℃),强制对流是1000~15000 W/(m^2℃),而空气自然对流换热系数为5~25W/(m^2℃),差了量级,水会带走更多的热量。 】

当用30摄氏度的水洗澡时,因为是强迫对流而且水的换热能力强,水会从人体带走很多热量,所以会觉得冷。

但30摄氏度的空气不会从人体带走很多能量,相反还会妨碍人体的散热,所以会觉得热。