Cum te păstrează păturile?

Ar putea fi util să subliniem că și păturile acționează (în mod surprinzător) ca scuturi (termice) împotriva radiațiilor. Acesta este motivul pentru care „pături de urgență” pot fi uneori găsite în trusele de supraviețuire care par să nu fie altceva decât plastic subțire lucios. Dar într-adevăr fac o diferență în cantitatea de căldură pierdută de un corp cald (37 ° C) într-o noapte rece (cer fără nori – presupunem 0 ° C).

Pentru un corp cu o suprafață de 30 cm x 180 cm orientat spre cer, zona este de aproximativ 0,5 m ^ 2 $. Presupunând o emisivitate de 0,3 (doar alegerea unui număr), pierderea de căldură este dată de

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

Sau 25 W pentru omul pe care tocmai l-am menționat. Aceasta este o cantitate deloc nesemnificativă de căldură … mai ales atunci când considerați că rata metabolică bazală („a nu face nimic”, ceea ce reprezintă o bună aproximare a somnului) este în jur de 60 W. Și „fără a lua în calcul căldura pe care o veți pierde respirație (încălzirea aerului rece și umplerea acestuia cu vapori).

Încălzirea aerului rece (continuă cu 0 ° C ca linie de bază):

250 ml pe secundă, capacitate termică 1020 J / kg / C, $ \ Delta T = 37 C $, obțineți aproximativ 12 J

Apă de evaporare:

Presiunea de vapori saturați a apei la 37 ° C în jur de 47 mm Hg și respirând aproximativ 250 ml pe secundă (900 litri pe oră) cu o fracțiune efectivă de 47/760 pe volum de apă, acest lucru durează încă 25 W.

În mod surprinzător, aceste trei mecanisme duc la cantități similare de căldură pierderea – și protejarea de pierderile de căldură radiativă este într-adevăr semnificativă. Din această cauză, o pătură bună (care va reflecta s O parte din această căldură înapoi către tine) este într-adevăr „păstrarea căldurii înăuntru”.

Cele de mai sus subliniază că cea mai semnificativă formă de pierdere de căldură este evaporarea. O pătură bună oprește circulația și va menține aerul în apropierea corpului „umed”. Acest lucru va încetini rata de evaporare, ajutându-vă să rămâneți cald. Oprirea aerului din circulație îl împiedică, de asemenea, să ducă „căldura” – dar cantitatea de căldură transportată de aerul umed este semnificativ mai mare decât „doar aerul”, așa cum demonstrează exemplul de mai sus.

Există mai multe această întrebare este mai ușoară …

Comentarii

• Este interesant de inclus includerea pierderilor de căldură datorate respirației, dar convecția este o destul de mare afacere. Chiar și fără vânt, ‘ veți avea o convecție naturală (plutitoare) semnificativă. Cu și $ h $ din 5, ‘ veți pierde 185 $ W / m ^ 2 $.
• @ user3823992 sunteți de acord că este important. Aș fi interesat de comparația dvs. cu h cu și fără evaporare – impactul gradientului de umiditate. Și întinderea afectează probabil convecția termică …
• Cu toate acestea, 250 ml / sec nu este o rată de repaus. Volumul minute în repaus este de obicei estimat la 6-8 litri, ceea ce dă o pierdere de aproximativ 9-13 W datorită evaporării (presupunând aerul expirat la 95% umiditate).
• @ Anterior ai dreptate, numărul meu pentru că frecvența respiratorie este puțin ridicată. Aceeași scalare se aplică factorului de încălzire a aerului. La altitudine mare (sau când metabolismul este crescut pentru că ești rece), rata va crește din nou … Aceasta este mai mult despre estimare decât despre valori puternice.

Conductivitățile termice ale unei game de materiale sunt date aici . Nu pot găsi cifre pentru conductivitatea termică a lânii solide sau a bumbacului (adică un bloc solid fără goluri de aer), dar conductivitățile termice ale materialelor organice par a fi în jur de 0,25 $ Wm $ ^ {- 1} $ K $ ^ {-1} $. Prin contrast, conductivitatea termică a aerului este de 0,024 $ Wm $ ^ {- 1} $ K $ ^ {- 1} $, deci având în vedere o temperatură corporală constantă și o temperatură externă, veți pierde de zece ori mai puțină căldură atunci când izolat de aer decât atunci când este izolat de majoritatea materialelor solide.

Problema este că aerul nu va rămâne într-un strat static care vă înconjoară corpul. Curentii de aer si convectia termica creata de caldura corpului tau provoaca miscarea aerului. Acest lucru va înlocui aerul cald pe care l-ați încălzit la temperatura corpului cu aer rece și va crește rata pierderii de căldură.

În mod ideal, ceea ce doriți sunt niște lucruri care pot ține aerul în loc în jurul vostru, astfel încât aerul nu se poate mișca și duce căldura. Și vrei ca aceste lucruri să fie cât mai izolatoare posibil.Cel mai bun astfel de material pe care îl știu este aerogel de siliciu , care este un izolator atât de bun încât a fost folosit pe naveta spațială ca scut termic pentru reintrare. Sticla este de fapt un izolator destul de slab, dar aerogelul conține doar câteva procente din sticlă în volum, iar celelalte 90 la sută din volumul său este aer. Prin urmare, este o proprietate izolatoare excelentă. Cu toate acestea, aerogelul este un solid fragil și o alegere slabă pentru lenjeria de pat. captează aerul mai puțin strâns și ambii factori scad proprietățile izolante. Cu toate acestea, acestea sunt „mult mai confortabile decât ar fi aerogelul.

Comentarii

• Pături Airgel lol ☺
• @Geremia: Au existat încercări de a face aerogeluri flexibile. Consultați de exemplu acest articol . Dacă aveți Google îmbrăcăminte cu aerogel , există o mulțime de accesări, dar cât de reușită are ‘ nu sunt sigur .. .
• Acesta este motivul pentru care îmbrăcămintea din puf este caldă. Penele au o masă mică, dar captează bine aerul.

În mod normal, căldura corpului tău se va disipa în aer. , atunci când este frig, corpul tău exterior se răcește, deoarece îți pierzi căldura corpului în aerul din apropierea ta. Deci, atunci când te acoperi într-o pătură, îți oprești căldura corpului să nu mai scape și, pe măsură ce este prinsă, iar corpul tău continuă să producă căldură, te simți din ce în ce mai cald sub pătură. În general, pătura previne convecția căldurii prin aer încetinind foarte mult mișcarea aerului. Astfel, căldura corpului tău este prinsă în interiorul păturii.

Comentarii

• Convecția aerului este un factor, dar, mai important, în opinia mea, este proprietățile de izolație termică ale materialului. Dacă vă acoperiți cu un nivel slab izolator de căldură, dar care încă captează aerul complet, ‘ nu va fi eficient pentru a vă menține cald.
• @Mara: Da, cred că ‘ este ceea ce el a rgued: oprește convecția prin împiedicarea mișcării aerului.

Acesta este un subiect important în casa noastră la momentul pentru că este iarnă aici și nu încălzim tot locul.

Tremurând în pat, gândiți-vă la modul în care se mișcă căldura prin oricare dintre următoarele:

1) Convecție (aer în mișcare)

2) Conducere (atingere)

3) Radiație

O super-pătură ideală se va adresa tuturor celor trei:

1) Opriți mișcarea aerului. Poate face acest lucru prin închiderea dvs. (ca o pungă de plastic), dar mai practic, poate fi neclară. Fuzziness face mult mai puțin dificilă mișcarea buzunarelor de aer.

2) Reduceți conducerea – fiind un material care nu transferă bine căldura (de exemplu, plastic vs. bumbac), va păstra căldura lângă corpul dumneavoastră. Chiar mai bine, dacă este neclar, îți va atinge mai puțin corpul. Mai puțină suprafață de contact înseamnă mai puțină conducere.

3) Reduceți radiația – dacă poate „străluci” căldura înapoi la voi, ca acele pături de urgență Mylar, atunci căldura pe care o radiați vă poate fi returnată .