整日到處跑的學生王子,頭腦敏捷,充滿想像力,沒有甚麼學科能難到他。熱愛冒險,對任何事物都有好奇探究的心。好動得很,喜歡到處遊歷和結交新朋友。
消暑有妙法
夏天是很多同學喜歡的季節,在炎炎夏日食雪糕、參加各式各樣的暑期活動也是令人期待的事情。可是,夏天既炎熱又潮濕的天氣也可能會令人不適,如果不好好降溫,甚至有中暑的危險。那麼人們又有甚麼消暑妙法呢?
風如何降溫?
風吹過時,人們會感到涼爽,是因風加速汗水蒸發,帶走熱量。此外,風還能加快熱傳導,令較高溫的人或物降至與較低溫的空氣相近的溫度。
蒸發散熱
- 為防止體溫上升,身體會流汗,汗水吸熱蒸發帶走了身體的熱量,達到散熱效果。
- 汗水蒸發令周圍空氣的水氣濃度(濕度)增加,當相對濕度達百分之百時,汗水就無法繼續蒸發散熱。
- 風能吹走相對濕度高的空氣,補充乾燥的空氣。補充速度愈快,汗水就蒸發得愈快,人就愈感涼爽。
熱傳導
- 以食物為例,食物溫度高,空氣溫度低,熱量就會由食物傳導給空氣,食物因此變冷,空氣變熱,此過程就是熱傳導。
- 增溫的空氣停滯在食物周圍, 食物降溫的速度就會變慢。
- 遠處較低溫的空氣由風吹來,替代食物周圍的熱空氣,加速熱傳導,食物就能更快變冷。
風扇葉片數量之謎
奇數?偶數?
風扇葉片數目多為奇數塊。若葉片數目為偶數(如4 塊)又沒調整好平衡,其中一塊葉片的抖動就會傳向對側的葉片,產生共振現象,增大噪音,且更易斷裂。
另外, 葉片愈多,風也愈分散,導致效率下降。1 塊葉片亦難以保持平衡,故大多風扇都採用3 塊葉片。
無葉風扇真的無葉?
古人降溫大法
在沒有電的年代,為度過炎熱的夏天, 人們想出了很多降溫辦法。
豪華冷氣房
宮殿臨水而建,其後方裝有機械裝置,水會被送至屋頂,再沿屋簷下淌,形成水簾。當風吹來,就會因水吸熱蒸發的原理讓室內降溫。
伊朗古城亞茲德夏季達40℃,當地人建造風塔來降溫。風塔分為兩部分,屋頂以上四面鏤空,風順着垂直的隔板向下流入室內,幫助室內排出熱空氣。風塔下方還會連接地下蓄水池,水蒸發後形成涼風,再度吹進室內及庭院,達到降溫的目的。
中國最早的雪櫃–戰國青銅冰鑒
這是戰國時期用來冰酒的器具,由方鑒和尊缶(音:否)組裝而成。
鑒內放入冰塊, 缶內盛酒, 通過熱傳導降低酒的溫度。
人力機械風扇–七輪扇
西漢時期,機械師丁緩發明了叫「七輪扇」的機械風扇。他在一個輪軸上安裝了7 個長約3 米的扇輪,只需一人搖動,就可吹出源源不斷的風,類似現在的輪扇。
降溫服飾–阿拉伯罩袍
罩袍是沙地阿拉伯人的傳統服飾。這種寬大且不繫腰帶的長袍能遮蓋全身,當風吹入袍內會迅速上下流動,幫助汗液蒸發,給身體降溫。此外,罩袍中的空氣還能起到隔熱作用。
降溫設備進化史
奢侈的「冷氣」
公元3 世紀,古羅馬皇帝埃拉伽巴路斯命人從雪山上採來積雪,在自己別墅旁的花園裏堆起一座人造雪山,利用雪融化吸熱的原理降溫,度過炎熱的夏日。
冷氣機的雛形
1881 年夏天, 美國總統詹姆斯・加菲爾德遇刺。天文學家西蒙‧紐康改造了一部製冷裝置。裝置用風扇吹着冰盒,將總統病房的溫度從35℃降至24℃,但僅一天就要消耗5 噸冰塊。
現代空調的誕生
1902 年,紐約工程師威利斯・開利(Willis Carrier) 發明了第一台現代空調系統,以控制印刷廠的濕度,防止紙張因受潮捲縮而無法在印刷時和油墨對位。
他運用暖氣的原理,將暖氣管道中的熱水換成冷水。空氣中的水蒸氣遇冷凝結在管道上,室內變得乾燥,同時也降低室溫。
冷氣機運作原理
早期人們使用氟氯烷作冷媒,但它會使臭氧層破洞,於是人們改用環保冷媒如R-774 二氧化碳。冷媒汽化時吸熱、液化時放熱,冷氣機利用此原理把室內的熱量轉移到室外。
本文由《兒童的科學》提供。