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吸气呼气之间,我造了台空调

2021-03-11 10:57
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 普普 趣科普

先问大家一个问题:为什么用嘴哈气是暖的,呼气却是凉的?

相信很秀的你们也都在哪个不经意间发现过这个现象。

同样的气体,同样从嘴里出来。凭什么你哈的比我吹的暖?

有嘴的同学现在就可以进行一下这个实验,把手掌放到嘴前五到十厘米的距离,然后对着手掌先哈气,再吹气,再哈气,再吹气……

大家都感受到了吧,虽然吹气可能也不完全是凉的,但是温差依然还是挺明显。我们能哈出热气是因为这股子气来自于肺部。它们原本是和体温差不多度的。而出来的方式不同直接决定了温度的高低。

细心的你一定在刚才的实验中早早就察觉到了变量是嘴的大小。呼气时嘴张得比较小,哈气嘴一般都张挺大。

如果我们一共放出的气体总量是相同的,那么呼气时因为出口较小,气体的流速会加快。就跟捏紧软水管的出水口水流会变得有力一样,被呼出的气体也比哈出的气更加有力。有力到能够夹带住周边温度较低的空气一起运动。所以到达手掌时,呼出的那一拨气体虽就在你手前,但是已经没有几分像从前。

混入了大量的冷空气,感受起来自然就只残存着一点点余温。再加上流速大,加快手上汗液的蒸发,也能觉得更凉快。

把热气变成凉气,你想到了什么?

对,没错。就是空调!但也有别人想到了。只不过没有动动嘴这么简单。但是也不复杂,用的就是这个原理。

它的概念图长这样:

(喇叭那头朝外)

它是孟加拉的一家公司 The Grey Group推出的一台号称不需要任何能源就能让室内温度降低五度的生态空调。是发明者Ashis Paul专门为那些买不起空调的贫民设计的。

Ashis Paul

先不说看起来造型挺浮夸这件事,它的理论依据是:“焦耳——汤姆逊系数”(节流膨胀效应)。

1852年,英国物理学家焦耳和汤姆孙为了进一步研究气体的内能,对焦耳气体自由膨胀实验做了改进。他们把气体放在一个绝热的圆筒中,然后使气体从高压通过多孔塞向低压缓慢的膨胀。而多孔塞两边的压差保持恒定。测量气体温度发现通常膨胀后的气体温度会变低(除氢氦外)。

当外面的风经过敞口往小孔移动会受到挤压,然后从小孔释放就像经过了一次小的节流膨胀。那么被吹入屋内的风确实会比室外的温度要低。搞清楚原理之后,要仿制一个这样的“生态空调”就非常简单:一块板子加一些废水瓶就行了。操作如此的简单易上手,以至于一时间风靡了整个孟加拉国。家家户户都装上了这所谓的神奇降温“高科技”产品。那么实际上的效果有没有说起来的让室温直接降低5度呢。温州一个记者在酷暑之中燥热难耐决定亲自试一试这个被不少人点赞模仿的“生态空调”。一块泡沫板,21个矿泉水瓶,30分钟的安装。一台“空调”便横空出世。实验的地点选在温州市区上新桥附近一处面积仅有10平方米的一楼出租房。下午2时50分,把“空调”装好以后,将其余的门窗都关好,经过一小时后,房间温度由33.3℃下降为32.7℃。同一时间段,也对隔壁大小、朝向相同的房间测量了温度,比安装了“生态空调”的房间温度要高0.4度。

虽然是有些用处,但是大夏天的,这零点几度的温差,实在是杯水车薪。哪怕它有一定的科学原理,不过要是真想靠着这个降温,恐怕多少会让你有些失望。要是再因为板子影响了空气流通,那就变成绝望了。

科普中国

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A6%E8%80%B3-%E6%B9%AF%E5%A7%86%E5%AD%AB%E6%95%88%E6%87%89

https://zj.zjol.com.cn/news/405145.html

图片来源于:Google、bing图片

更新时间:每周一、三、五

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原标题:《吸气呼气之间,我造了台空调》

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