因为,人通过皮肤感受冷暖,当皮肤温度是33℃时,刚好能感受到寒冷。
在30℃的空气中,你的皮肤温度是35.49℃,所以你会觉得热。
而在30℃的水中,你的皮肤温度是30.39℃。你不仅会觉得冷,而且比在空气中冷很多。
探讨和计算过程:人体核心温度,主要由大脑、肌肉,以及内脏产生。尤其是在静息状态下,内脏产生的热量最多,达到56%,又以肝脏为最。
◀ 人体对温度的感受 ▶
人体核心部位的热量,从内到外传递到外,会形成温度梯度。所以皮肤温度,会介于环境和核心温度之间。
而人体的温度感受器,正是位于皮肤中,靠近表皮的位置:
当皮肤温度低于13℃,超过50℃时,人体以痛觉为主;
在33~46℃的范围内,只有温觉;
温度低于33℃时,冷觉感受器被激活,同时感受温觉和冷觉。
在30℃的气温下,人体皮肤温度是多少度?当人在室内无风,处于静息状态时,机械功为零,所有的新陈代谢能量,全部转化成热量释放出去:
M 是人体新陈代谢的总热功率, Qres 是呼吸总散热功率,Qsk 是皮肤总散热功率。
◀ 人体热功率 ▶
直立状态下,人体新陈代谢率为65−70W/m^2[1]。
根据许文生氏公式:
S(m^2)=0.0061×h(cm)+0.0128×m(kg)−0.1529
可得,170cm,60kg的人类表面积为: 1.65m^2。
我们再乘以代谢功率,就得到了静立状态下,人体新陈代谢总功率:
M=70×1.65×1.15=133W
也就比一个100W的灯泡功率高那么一点点。
◀ 呼吸散热 ▶
呼吸散热包括呼吸蒸发散热,直接呼出和吸入的热量差值。
由于呼吸散热的值相对不高,且这不是本篇讨论的重点,不做深入讨论。
我直接给出呼吸散热的计算结果:
Qres=0.03336M
也就是说,在30℃环境下,通过呼吸散掉的热量为新陈代谢总功率的3.336%,差不多正好是1/30,不到5W,能点亮一盏小台灯。
剩下的29/30的热量,都是通过皮肤散发的:
Qsk=128.56W
皮肤散热,包括三个部分:
人体辐射散热
空气对流散热
汗液蒸发散热
空气对流
◀ 热辐射 ▶
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,物体对外的辐射通量(单位面积对外的辐射功率)为:
j∗=εδΤ4
ε 为辐射系数,人体约为0.97
δ 为斯特藩-玻尔兹曼常量,取值 5.67×10−8W/m2·K4
Τ 为热力学温度
人体损失的辐射热功率,等于向外热辐射减去接受到的热辐射,即:
Ts 为皮肤温度, Ta 为空气温度,A 为人体表面积。(下同)
◀ 空气对流散热 ▶
根据牛顿冷却定律,物体表面的对流换热为:
h 为空气对人体的自然对流系数,有经验公式[2]:
也即:
◀ 蒸发散热 ▶
30℃静息状态下,一般不会出现汗液流下的情况,皮肤上的汗液总是能蒸发,那么:
皮肤蒸发热功率: Qsw=SWr
r 为水在30℃的汽化潜热, 2426.7 kJ/kg;SW为皮肤出汗速率。
有经验公式[3]:
此处 ts 是皮肤的摄氏温度。
带入数据,得:
Qsw=678.2933ts−678.29
◆考虑整个人体的皮肤散热平衡,有:
带入空气温度,于是得到体表温度为:
308.64K,也即35.49℃。
这个温度高出体表舒适温度2.5℃左右,所以人体会感到热。
在30℃的洗澡水中,人体皮肤温度又是多少呢?当人泡在30℃洗澡水中时,有同样的热平衡,只不过水的自然对流换热系数比空气大得多,甚至能超过100倍。
水的自然对流系数为:200 ~1000W/m^2·k。
它的大小主要受水的流速影响,在人体静息状态下,我们可以取值200W/m^2·k。
在低于33℃的水温中,人体几乎不发汗,汗液带来的热量流失忽略不计。
那么,此时的热平衡有:
易得,人体在水中的皮肤温度为:
303.54K,也即30.39℃。
这个温度,十分接近水体的温度,比33℃这个人体产生冷觉的温度低了2.61℃。
最后我们得到这样的结果:
人在30℃的空气中,比起在水中,皮肤温度低了:
35.49-30.39=5.1℃
如此大的温度差,对于人体来说,是相当明显的。
PS:以上计算结果不随人体表面积变化而变化,小孩同样适用。但由于每个人新陈代谢功率以及肥胖的差异,具体到每个人的体表温度,会有细微差异。
最后:对于30℃的气温,人一定会感到热吗?答案当然是否定的。
影响人体温度的因素除了环境温度外,还有衣物隔热、空气湿度、空气流速、太阳照射(其它热源)等等。
当吹大风,形成强制对流,空气对流系数可高达100W/m^2·k。
足以让皮肤温度低至31℃,让人感受到冷。
我们不难发现,哪怕吹大风也依旧没有水中冷。
所以,要「30℃洗澡水有点凉,30℃的气温却很热」的问题成立,需要限定条件。
例如:室内、无额外热辐射、无额外空气流动、皮肤裸露、空气湿度50%(人体平均舒适湿度)。
参考^魏润柏. 人体与环境热交换计算方法[J]. 人类工效学, 1995, 001(002):39-42.
^王艳, 王艳, 龙恩深,等. 人体表面对流换热系数的理论研究[C].全国通风技术学术年会. 中国建筑学会, 2015.
^人体热量平衡模型及其在人体舒适度预报中的应用[J]. 大气科学学报, 2001, 24(3):384-390.
这个文章太烧脑了,虽然我也想知道为什么,可是我真的看不下去
废话不多说,原因是人体为发热源,空气导热能力差,所以皮肤热量耗散不及时,温度高,而水导热能力强,皮肤热量耗散迅速,所以皮肤温度低。两相对比就是觉得水凉一些。
我特么竟然看完了
呵呵 气象报39℃的时候 你去测下是不是39℃
原因就是皮肤表面的水被皮肤高温蒸发,水吸热汽化,皮肤温度就下降了,而热气要不遇到比他高温并且持续高温的物体会保持气态不变,遇到冷物凝结,还会给冷物质传递温度,提高别人的温度,这是初中物理知识
全是大学的知识,被支配的公式又来了[裂开][裂开][裂开]
气温30度,是高空中30度,不是你感受的温度,夏天外面水泥地都能煮鸡蛋了,天气预报还是39[得瑟][得瑟]
和比热容,热导率有关系。水的比热容和热导率远比空气要大。再加上人体皮肤,汗液,脂肪等保温和散热因素。可以拿30度的油和30度的水做对比,明显水要比油体感上凉的多。
[吃瓜]100度的水温能把你烫死,100度的环境温度你能轻松撑十几分钟。。
很简单,空气温度如果达到30度的话,地面温度会很高。
看了一下评论,然后又看了一下文章开头! 感觉是人体温度是37度左右! 在30度空气中,身体散热慢,皮肤温度在35度左右只降了2度左右!所以感觉偏热! 在30度水中,身体散热加快! 皮肤温度只有30.5左右!降了7度左右!所以身体感觉冷!
文章好不好我不知道,评论区才是王道[得瑟][得瑟][得瑟]
既然水可以让人感到温度更低那么问题来了,为何湿度大的广东,体感温度却会更高呢?
水导热快,空气慢
简单一点解释就是,温度高时散热,温度低时吸热。
说了半天原来是在放屁!
科普数据可以,但是能不能不要用公式,我特么上学都没受过这种罪[笑着哭]
以为写一堆我不懂的就能让我觉得你很聪明[呲牙笑]?
讲真的 不会算也就行了 有些人连公式都看不懂 这是是为啥啊?[狗头]
小编可以试试冬天零下的气温,泡水里保证暖和[得瑟]
感觉科学家也无聊,个案而已。看看长津湖战役。
我一个幼儿园毕业的竟然看完了这么多公式,一个也不懂
其实说早点多,水蒸发带走热量才是重点,其他根本就是混淆视听
我直接就来评论区,发现这届网友不找猹好失望[得瑟]
秀儿
因为水的比热容大
你秀你妈半天,初中知识就能解答
这么硬核,去哪抄的[笑着哭]
来,接下来我们探讨一下,冬天的时候室温22度的时候我们觉得特别温暖。夏天的时候22度室温特别凉爽的问题[笑着哭]
厉害,水冷机箱比较贵[得瑟]
30度洗澡水是没穿衣服,30度气温是有穿衣服,这样肯定就有区别了
处于十度的气温与十度的水中就不同,一个是热辐射一个是热传导
当你发烧烧到39度时,冲热水凉50度时,体温马上降到36度
还好 我一年四季都洗冷水澡 可能我们广东天气比较热吧
蒸发吸收热量与蒸发慢热量难散失
一句话,有水不怕热,太干了就怕热!
温度一样,太阳近热辐射强,太阳远热辐射弱,夏天开空调一样的温度,感觉不一样的,空调也有辐射😄😄😄😄😄😄
太扯,写一大堆,不知所云
写的这么仔细,好像我看得懂似的[笑着哭]
能不能简单说明,你搞的这么长,谁看完了我服谁
没说正地方这跟介质导热系数有关。水导热快你产生的热量不够导的,体温会下降,空气导热慢,产生的热量导不出去,你就热。
我假装看懂了[呲牙笑][呲牙笑]
简单点,哈气是热的,吹起却是冷的,都是刚刚从口里出来的气体,却因为接触面积不一样有2种效果
摩托车发动机运转的时候温度越来越高,30℃的风扇还没有60℃的温水效果好,不信你可以试试[笑着哭]
还有一点我也不明白,冬天自己坐的硬板凳,总感觉是冷的,别人坐过的,就感觉是热的。
说白了,他热任他热,开空调;他冷任他冷,开空调;啥,没空调,那就风扇走起[笑着哭]
这文章开头看着还行,往下开始出现曲线的时候我发现这应该是篇论文,我突然就看不下去了[笑着哭]
牛逼,这都有公式计算的
应该一个“比热容”名词就解释清楚了吧......
为什么烧开的水吹吹就能喝,为什么烧开的水吹吹洗澡能烫死?[得瑟]
所以水冷好于空气散热。。。[笑着哭]
首先外界30度,你家里温度肯定没有30度的,所以你洗澡的时候就是相当于在20度的环境中,所以你会觉得冷。
水的比热比空气大得多,同温度下接触人体,接触水人丢失热量大。一句话的事。搞这么多乱七八糟的计算干啥
我只想知道一句话的讲解[笑着哭]
好,受教了,但是我相信脑子很快就会忘记了[呲牙笑] 改天要是有人问我估计我已经忘记怎么回答了!
同样温度为0的羽绒服和铁,一个温暖一个冰冷。因为导热速率不同,蓄热能力(比热容)不同
液体比气体分子密度大,热传递快
水冷卖得贵些是有道理的[静静吃瓜]它热容量高,吸热快。[呲牙笑]
你说那个导热性好啊
主要是比热容和密度差异太大,导致热传导效果差异。
为什么会有人能写出这么复杂的公式?到底是怎么发现的?
绝对温差环境与相对温差环境之差居然被自媒体搞成计算公式了,不知是真材实料还是哗众取宠!
我空调开30度怎么不觉得热呢 不同的物质你拿来比较?
跟空调一样25度有点热,24度凉嗖嗖。人太敏感了
小编你说清楚了啥?
没上过学的我,CPU都干烧了
水吸热,空气阻止你散热,一个觉得冷,一个觉得热
废话,水导热快。就像CPU现在流行水冷,而所谓的风冷是金属导热,CPU裸露在空气中你再吹也是过热死机
虽然计算字符看不懂,我TMD竟然津津有味的看完了
一个是给你降温,一个是给你升温[横脸笑][横脸笑][横脸笑]
水冷和风冷的区别
因为人体温是37左右啊
30度的水洗澡其实刚刚好
人体温度36~37度,你用37度的水洗澡干嘛感觉温度不够高?
告辞,来错片场了
一个带来热量,一个带走热量,还有什么好比较的?
因为风冷不如水冷
总结一句话:你是穿着衣服洗澡么?
我不看内容,直接看评论,感觉能涨知识。
空气隔热
玩电脑主机diy的人表示,水冷比风扇空气散热效果好多了[呲牙笑],人的体温36.5左右,同样的温度,空气中散热不好,水里就不一样了,而且流动的水散热效果更好,快下雨的夏天,空气闷热就是因为湿度高,影响人体散热。类似于渗透压。
三十度气温不会流汗😢
天再热也穿着衣服吧,你洗澡难道还穿衣服了。曾经入过一个二货群,一群BS就是这样讨论天上一滴水会不会砸死人,还有个专家群,天天研究五一怎么放假
说的那么复杂
没有啊。我觉得30度不热36才热
这文章确定不是谁的毕业论文嘛?!!!
你洗澡要洗多久,气温可是时时刻刻
我有点飘了 居然敢点开这么专业的贴子
还有公式[笑着哭]
有一种温度叫体感温度[笑着哭]
看不懂啊![笑着哭]
不好意思,如果是大夏天,30度的水洗澡我也觉得热,说再多都是跟周围温度有关系
看得了,理解就没办法了。
水温30度,那一定是30度。气温30度,只是报着30度[笑着哭]
关键还是散热,水能快速散掉皮肤的热量,而无风空气散热弱
夏天洗30度也热的
30℃的水还真不凉,夏天就没洗过热水
比热容。。
你泡30度的水里就不会觉得冷了[呲牙笑]