生活中的物理论文

物理与生活 谈谈与人体冷热感觉有关的天气因素 人体冷热感觉属于触觉问题。许多人习惯只以气温的高低作为推断人体冷热感觉（感觉温度）的唯一标准，其实，人体的感觉温度和实际气温有时相去甚远。如：人们常说“热在三伏”，但翻开气象资料一看，多数地区的最高气温并不出现在三伏，而是在三伏前后，人们之所以感到三伏天最热，是因为这时的“热”加进了“湿”，是闷热。人们还有这样的体会，在旋转的电风扇下，往往感觉到电风扇吹出的风是凉爽的，但拿一根温度计放在电风扇前吹，就会发现温度计的示温并不下降，人感到凉爽是因为风改变了空气湿度的缘故。夏天游泳后刚从水中上岸时感到凉爽，如果有风，甚至会冷得打颤。这些都说明大气环境对人体的影响是综合的。决定人体冷热感觉的主要因素除温度外，还有湿度和风力，这三者都不可忽视。 空气的湿度是表示空气干湿程度的物理量，有两种表示方式。一种是绝对湿度，用单位体积的空气中所含水蒸汽的质量（或压强）来表示，表示的是空气中所含水蒸汽的多少。在某一温度下，一定体积的空气中能够容纳的水蒸汽的多少有一个最大的限度，达到这个限度，空气中的水蒸汽便处于饱和状态，这时的气体叫饱和气；另一种方式是相对湿度，用某温度时空气的绝对湿度跟同一温度下饱和水蒸汽的密度（或压强）的百分数比来表示，表示的是空气里水蒸汽离饱和状态的远近程度。相对湿度越大，空气里的水蒸汽就越接近饱和状态，空气中可供水蒸汽分子填充的“空位”就越少，蒸发也就越慢。湿度对人的冷热感觉的影响，是由空气的相对湿度决定的。天气炎热时，人体为了使体温保持在370C左右，就要不断地向体外散发热量，它主要是通过汗腺向体外分泌汗水，利用汗水蒸发吸收热量，将热量带走。汗液的分子从汗液表面跑出来成为水蒸汽分子，如果人处在一个空气相对静止的环境中，这些水蒸汽分子就会滞留在人体皮肤附近，形成一个“保温层”，“保温层”中水蒸汽越来越接近饱和状态（空气相对湿度越来越大），结果汗水蒸发速度越来越慢，使人感到闷热。这时如果有一股风吹来或打开电风扇，“保温层”就会被吹走，人体周围的空气相对湿度将减少，汗水蒸发速度增大，使人有一个凉爽的感觉。 当气温在240C时，空气中的湿度相对而言对人体冷热感觉影响较小，人既不觉得冷，又不感到热。240C的空气带走人体一部分热量，而人体内产生的热量则弥补空气带走的那部分热量，人体保持了相对的热平衡，从而感觉良好。当气温低于或高于240C时，人就会有明显的冷热感觉，此时相对湿度便会对人体的冷热感觉起到很大的作用。例如，当气温是250C，相对湿度为30%时，人体没有什么冷热感觉；同一温度若相对湿度增大到95%，人体便感觉到闷热了。有人测定，气温是17.80C、相对湿度为100%时，人体的冷热感觉与气温是28.60C、相对湿度为20%时是相同的。 人体的冷热感觉除了与空气的温度和湿度有关外，风速也是很重要的因素。冬天，在刮风的天气里或坐在奔驰的敞篷汽车上时，人似乎感觉到更冷一些，这是因为风能把人体周围的空气“保温层”吹散，把热量带走的缘故。在一定的数值范围内，一般风速越大，人体散热也越快、越多。 在大量医学气象科学试验中，人们找到了风速大小和人体冷热感觉的关系：当气温为100C，3级风时，人的感觉气温为50C；5级风时，人的感觉气温像00C时一样。当气温为1.10C，2级风时，人的感觉气温为-2.80C；5级风时，人的感觉气温会降至-15.50C。根据实验，大致可得出这样的结论：当气温在00C以上时，风速每增加2级，人的寒冷感觉会下降3——50C；气温在00C以下时，风速每增加2级，人的寒冷感觉会下降6——80C。 由此可见，在日常生活中，当你根据天气预报增减衣服时，除了要注意气温的高低外，还要考虑空气湿度和风速的大小。这样才能使你的衣着和寒暑冷暖相宜。