世界頭條：為什么30℃的水是涼的，30℃的氣溫卻那么悶熱？

文/兔先

在一個悶熱的下午，你熱得滿頭大汗，溫度計顯示的溫度是30℃。晚上來到浴室，你看到熱水器的顯示水溫是30℃，洗澡時卻感覺水是涼的。同樣是30℃，為什么水是涼的，氣溫卻是悶熱的呢？人的體表溫度在37℃左右，按理不管是30℃的水溫還是30℃的氣溫，我們的感覺都應該一樣才對。

(相關資料圖)

兩個溫度的小實驗

我們感覺到的冷和熱到底是什么？我們的身體能不能像溫度計一樣，客觀地得出一盆水的溫度是低還是高？感興趣的話，你可以做一個小實驗。準備三盆水，左邊是冷水，中間是溫水，右邊是熱水。左手和右手同時放進冷水和熱水里，泡一會兒后把手拿出來。再同時把手放進溫水里，你左手和右手感覺到的溫度不一樣。放進過冷水的左手感覺溫水是熱的，而放進過熱水里的右手卻感覺溫水是涼的。這是為什么呢？其實是你的感覺欺騙了你。冷水降低了你左手的溫度，所以當你把兩只手同時放進一盆溫水時，兩只手感覺到的溫度是不一樣的。

如果我們不改變兩只手的溫度，去觸摸同一溫度的兩個不同的物體，感受到的溫度是否就一樣呢？你可以繼續做一個小實驗，從你的手邊拿一本書，再去找一塊和這本書差不多大小的鐵板，用你的左手和右手分別觸摸書和鐵板。你可以很明顯地感覺到鐵板的溫度更低。放在同一室溫下的兩種物品，它們的溫度應該是相同的，不信的話你可以用紅外線測溫儀，測一下書和鐵板的溫度。

為什么鐵板摸起來比書的溫度低？

實際上，這是因為書和鐵板的熱導率不同。在一定條件下，從一個平面傳導至另一個平面的熱量就是該物質的熱導率。因為金屬的熱導率較好，而木頭和塑料的熱導率相對較低，所以你會發現幾乎所有鐵鍋都有一個木柄或者塑料柄。炒菜時握著木柄或塑料柄你才不會被高溫燙傷。所以，當你分別去摸鐵板和書時，發現鐵板溫度更低，是因為鐵板的導熱率更高，能更快速地帶走你手上的熱量。

你摸物品的時候，感覺到的其實并不是物品的溫度，而是你體表的熱量損失。導熱率高的物品溫度低于人體體表溫度時，你會感覺到冷。比如同一室溫下的鐵板比書更冷。當導熱率高的物品溫度高于人體體表溫度時，你會感覺到熱。比如夏天室外同時暴曬的鐵板和書，鐵板比書更燙。

你下次洗完澡后可以想一想，為什么踩在毛毯上會比踩在地磚上更暖和。不是因為地磚的溫度更低，而是因為它能更快地帶走你腳底的熱量。我們感覺到的物品的冷和熱，并不一定代表物品溫度低或者高，或許是因為它們的導熱率不同。

皮膚的溫度感受器

回到我們一開始的問題，為什么我們感覺30℃的水是涼的，30℃的氣溫卻那么悶熱？首先我們需要了解人體的皮膚。人體的皮膚可以分為表皮層和真皮層，表皮層在外，真皮層在內，感受冷和熱的感受器在真皮層。當你接觸外界溫度時，表皮層的溫度會隨外界溫度變化而變化，溫度感受器感受到的就是表皮層的溫度。

水的導熱率比較高，當你接觸到30℃的水時，水溫低于體表溫度，水會快速帶走體表的熱量，表皮層溫度會下降到30℃左右，所以你感覺30℃的水冷。空氣的熱導率比較低，當你身處30℃室溫時，人體無法有效散熱，所以會感覺悶熱。你用扇子扇風時，空氣流動，帶走人體的熱量，就會感覺涼快。

熱導率的應用

計算機等電子設備在運行時和人體一樣也會產生熱量，熱量過高電子設備就可能出現故障。因為空氣的導熱率較低，所以就需要散熱系統來輔助散熱。如果你仔細聽，就能夠聽見散熱系統工作的聲音。這種使用空氣流動來散熱的方式稱為“風冷散熱”。在一些大型建筑中，風冷散熱具有結構簡單、易維護、成本低等優點。而缺點在于風冷散熱通常只會用于導熱率較低的場合，適用范圍比較有限。另一種高效的散熱方式是液冷散熱。液冷散熱是以液體為冷卻介質，目前常用的介質有水、乙二醇水溶液、純乙二醇、空調制冷劑和硅油等。液冷散熱的導熱率高，冷卻速度更快，能夠應用于熱量較高的場合，且液體受海拔和氣壓的影響較小，適用范圍更廣。

本文來自《環球探索》

標簽： 體表溫度 散熱系統 電子設備 空氣流動 外界溫度