毛布はどのようにあなたを暖かく保ちますか？

毛布も（驚くべきことに）作用することを指摘する価値があるかもしれません（熱）放射シールドとして。これが、「緊急ブランケット」が、薄い光沢のあるプラスチックにすぎないように見えるサバイバルキットに含まれることがある理由です。しかし、寒い夜（雲ひとつない空-0°Cと仮定）に暖かい（37°C）体が失う熱量に実際に違いがあります。

30の面積を持つ体の場合空に面したcmx 180 cmの面積は、およそ$ 0.5 m ^ 2 $です。放射率を0.3とすると（数値を選択するだけ）、熱損失は次の式で与えられます。

$$ E = \ epsilon \ sigma（T_1 ^ 4-T_0 ^ 4）= 53 W / m ^ 2 $ $

または先ほど触れた人間の場合は25W。それは取るに足らない量の熱ではありません…特に基礎代謝率（睡眠の良い近似である「何もしない」）が約60 Wであると考えるとき、それはあなたが失う熱を数えません呼吸（冷気を加熱し、蒸気で満たす）。

冷気を加熱する（まだ進行中ベースラインとして0°Cの場合）：

250 ml /秒、熱容量1020 J / kg / C、$ \ Delta T = 37 C $、約12 J

蒸発する水：

37°Cで約47mm Hgの水の飽和蒸気圧、および毎秒約250ml（毎時900リットル）の呼吸で、水の体積あたり47/760の有効分率で、これにはさらに25Wかかります。

驚くべきことに、これら3つのメカニズムは同じ量の熱をもたらします。損失-そして放射熱損失から身を守ることは確かに重要です。このため、優れたブランケット（その熱の一部は実際に「熱を維持する」ことです。

上記は、熱損失の最も重要な形態が蒸発であることを強調しています。良い毛布は循環を止め、体の近くの空気を「湿らせ」ます。これにより、蒸発速度が遅くなり、暖かく過ごすことができます。空気の循環を停止すると、「熱」の持ち去りも停止しますが、上記の例が示すように、湿った空気によって運ばれる熱の量は「空気だけ」よりも大幅に多くなります。

この質問は、カジュアルな目に触れるよりも…

コメント

• 呼吸による熱損失を含めることは興味深いですが、対流はかなり大したことです。風がなくても、'かなりの自然な（浮力のある）対流が発生します。 $ h $が5の場合、'は$ 185 W / m ^ 2 $を失うことになります。
• @ user3823992はそれが重要であることに完全に同意します。蒸発がある場合とない場合のhの比較（水分勾配の影響）に興味があります。そして、横になることはおそらく熱対流に影響を及ぼします…
• 250ml /秒はしかし静止速度ではありません。安静時の微小容量は通常6〜8リットルと推定され、蒸発により約9〜13 Wの損失が発生します（湿度95％の呼気を想定）。
• @前のとおり、私の番号呼吸数は少し高いです。同じスケーリングが空気加熱係数にも適用されます。高地では（または寒いために代謝が増加すると）、速度は再び上昇します…これは難しい値よりも推定に関するものです。

さまざまな材料の熱伝導率をここに示します。ウールや綿の熱伝導率（つまり、気泡のない中実のブロック）の数値は見つかりませんが、有機材料の熱伝導率は約$ 0.25 $ Wm $ ^ {-1} $ K $ ^のようです。 {-1} $。対照的に、空気の熱伝導率は$ 0.024 $ Wm $ ^ {-1} $ K $ ^ {-1} $であるため、一定の体温と外部温度が与えられた場合、損失する熱は10分の1になります。ほとんどの固体材料で断熱されている場合よりも空気で断熱されています。

問題は、空気が体を取り巻く静的な層に留まらないことです。体の熱によって発生する気流と熱対流により、空気が移動します。これにより、体温まで加熱した温風が冷気に置き換わり、熱損失率が高まります。

理想的には、周囲の空気を所定の位置に保持できるものが必要です。空気は移動できず、熱を運び去ることができません。そして、あなたはこのようなものを可能な限り絶縁することを望みます。私が知っているそのような最高の材料は、シリカエアロゲルです。これは、スペースシャトルで再突入用の熱シールドとして使用された非常に優れた断熱材です。ガラスは実際にはかなり貧弱な絶縁体ですが、エアロゲルには体積で数パーセントのガラスしか含まれておらず、その体積の残りの90奇数パーセントは空気です。したがって、それは優れた断熱特性です。ただし、エアロゲルはもろい固体であり、寝具には適していません。

毛布は妥協点のようなものです。エアロゲルよりも体積パーセントの空気が少なく、また空気の閉じ込めが弱くなり、どちらの要因も断熱性を低下させます。ただし、「エアロゲルよりもはるかに快適です。

コメント

• エアロゲルブランケット笑☺
• @Geremia：柔軟なエアロゲルを作る試みがありました。たとえば、この記事を参照してください。 Google エアロゲルの服の場合、ヒット数は多いですが、どれだけ成功しているかはわかりません。'。 。
• これが、ダウンウェアが暖かい理由です。羽毛は質量が少ないですが、空気をしっかりと閉じ込めます。

通常、体の熱は空気中に放散されますだから、寒いときは、体の熱が近くの空気に失われているため、体の外側が冷えます。したがって、毛布で身を覆うと、体の熱が逃げるのを防ぎ、閉じ込められます。体が熱を発し続けると、毛布の下がどんどん暖かくなります。全体として、毛布は空気の動きを大幅に遅くすることで、空気中の熱の対流を防ぎます。したがって、体の熱は毛布の中に閉じ込められます。

コメント

• 空気の対流は1つの要因ですが、もっと重要なのは、私の意見では、材料の断熱特性です。断熱材ですが、それでも空気を完全に閉じ込めます。'体を暖かく保つのに効率的ではありません。
• @Mara：はい、そう思います'彼が何をしているのかrgued：空気の動きを防ぐことで対流を止めます。

これは私たちの家の大きなトピックです。ここは冬で、場所全体を暖めるわけではないので、その瞬間。

ベッドで震えながら、次のいずれかによって熱がどのように移動するかを考えてください。

1）対流（空気の移動）

2）伝導（接触）

3）放射

理想的なスーパーブランケットは、次の3つすべてに対応します。

1）空気の移動を停止します。 （ビニール袋のように）あなたを囲むことでこれを行うことができますが、より実際的には、あいまいになる可能性があります。ぼやけていると、エアポケットを動かすのが少し難しくなります。

2）伝導を減らします-熱をうまく伝達しない素材（プラスチックと綿など）にすることで、体の横に熱を保ちます。さらに良いことに、それがぼやけている場合、それはあなたの体にあまり触れないでしょう。接触する表面積が少ないということは、伝導が少ないことを意味します。

3）放射を減らす-マイラーの緊急用毛布のように、熱を「照らす」ことができれば、放射している熱をあなたに戻すことができます。 。