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夏天到底穿白衣服凉快 还是黑衣服凉快?答案出乎意料

夏天要穿什么颜色的衣服才比较凉快?黑的,还是白的?

好吧,支持穿白的人会说,白色反射白光,白光实际上就是所有可见光的综合,所以穿白色可以反射所有光线,这样不是凉快吗?

当然,也有人是黑衣服派的。

这些人拿出的是经过几千年考验的实证证据——在北非那么热的沙漠地区,住在那里的贝都因人就喜欢穿黑衣服,他们总不会为难自己吧。

▲约旦瓦地伦沙漠的贝都因人@Victoria Thorsen

还有,寒冷地区的人和动物通常颜色较浅,而炎热的赤道地区的人的皮肤却更黑,这难道不是对当地气温的一种适应吗?

再说,太空里这么冷,宇航员的宇航服却是白色的,这也能说明白衣服不一定凉快吧。

两边好像各自都有道理。这个问题到底点解?

关键概念

热辐射,烟囱效应

材料和操作

一个凸透镜(放大镜)

不同颜色的气球(最好包括白色和黑色的)

实验操作很简单,先把不同颜色的气球吹起来,然后用放大镜对着它们照射,光点要控制得比较小,因为那是凸透镜焦点所在。

你会观察到这样的现象——

▲@Steve Sprangler

黑色的气球很快就炸了,白色的却不容易炸。

原理

气球通常是用乳胶、橡胶等材料制作的。这些材料是一些长链的聚合物,可以拉伸。但是在加热的情况下,这些材料会收缩(你可以用火烤一下橡皮筋,看看橡皮筋是不是皱起来了),如果是吹鼓的气球,那么就会因此破掉。

(如果你想深入了解加热为什么会使材料收缩,实际上拉伸后,聚合物材料变得更为有序,熵降低;反之,皱起来的聚合物的熵更高。)

被太阳烤了以后,谁先破,那么谁的加热速度就更快。黑色的气球很快就炸了,白色的却不容易炸。显然,这说明黑色的材料容易吸热。

美国东南路易斯安那大学的美国物理学副教授 Rhett Allain也做了一个类似的实验。他用红外摄像机拍摄了不同颜色的T恤在阳光下的红外辐射情况。

▲不同颜色的T恤在红外摄像机下的温度。颜色越白,温度越高。@Rhett Allain

先介绍一下红外摄像机的原理。

所有物体都会散发光,或者说电磁辐射。一些特别热的物体,比如白织灯散发出来的电磁辐射正好落入可见光的范围,因此可以被人的肉眼发觉。

但是大多数物体发射出的电磁辐射在可见光范围之外,而能落入红外线的区域,因此无法被人眼看到,但能被红外摄像机捕捉。红外摄像机能够检测红外辐射的强度,进而推算出物体的温度。

那么,把不同颜色的T恤挂在太阳下,黑T恤和白T恤谁更热呢?

根据红外摄像机测算,黑T恤的温度是55摄氏度,白T恤的温度是44摄氏度,两者差了10摄氏度。这说明黑色更容易吸热,这和我们刚才做的实验结果一致。

所以问题是不是解决了,为了让接触衣服的皮肤感觉不热,应该穿白色的比较好,对吗?

▲图片右边黑色的东西是聚酯薄膜,它在红外摄像机下的温度极低。@Rhett Allain

且慢,如果要看温度,聚酯薄膜在红外摄像机下温度极低。这种材料,看起来非常凉快啊,所以为什么我们夏天不用聚酯薄膜做衣服呢?

▲聚酯薄膜

而且,白色虽然不容易吸热,能够发射太阳的热量,可是白色还会反射来自身体的热辐射呀。穿着白色的衣服,身体的热量可能更不容易散发出去。

到底应该穿白还是穿黑这事儿也是科学家关心的话题。早在1980年,以色列特拉维夫大学的研究者就在《自然》上发表文章,深入探讨了穿白还是穿黑的问题。

他们找到的答案令人出乎意料。

这些研究者在死海附近的沙漠以及48摄氏度的实验室里对比了贝都因人的黑衣服、同样材质的白衣服、军用服装,以及短袖短裤。

▲以色列特拉维夫大学的研究者发现,虽然贝都因人的黑色长褂表面温度比同款的白色长褂高6摄氏度,但衣服下面的空气温度,以及体表温度没有差别。

结果呢,黑衣服净吸收的热辐射热量是白衣服的3倍。在48摄氏度的室温下,黑衣服表面的温度的确比白衣服要高6摄氏度。但是两种颜色的衣服下面的空气温度差不多,都是38摄氏度,而人体体表温度均为33摄氏度。

另外,虽然黑衣服的确更容易吸收热量,但是穿黑衣服的人的各项热指标,比如蒸发散热、热储存、代谢产热并不比白衣服的人高。

也就是说,虽然黑衣服表面温度比白衣服高很多,但是穿着它们并不会让人觉得更炎热。

这可以由烟囱效应(chimney effect)解释——衣服和皮肤之间就像一个烟囱,黑色的衣服有助于这个烟囱里的气流上升,帮助身体降温。

因此,这些研究人员认为,穿白穿黑在沙漠地区的体感温度差不多,但是因为穿黑更为透气(黑衣服的对流更好),因此在沙漠地区穿黑更舒适。

最后,在这个研究比较的四种服装里,短袖短裤是最不适合沙漠的服装,穿短袖短裤的人体净吸收的热量比黑衣服和白衣服要多30%。这就是没有沙漠居民穿短褂的原因。

这些以色列科学家还指出,不但贝都因人喜欢穿黑衣服,连他们的羊都常常是黑色的。原来,和黑毛相比,牛羊还有鸽子的白色毛发能够让更多短波辐射到达皮肤,因此白色的鸽子和牛羊的皮肤实际上吸收了更多的热量。

通过这些实验我们可以得到一个结论,在炎热而干燥的地方,如果你穿的衣服比较贴身,而且是短款,建议选择白色;如果你的衣服又长又宽松,类似于贝都因人的服装,那么建议选择黑色的衣服,那样走路带风,比较透气。

不过,如果你所在地区闷热潮湿,衣服容易贴在身体上,当然要选浅色的才不热咯。

什么?你说不穿比较凉快?小声提醒一句,济南、天津等地已经开始用罚款的手段整治“北京比基尼”——光膀子露肚子的行为了哦。

阿波罗网责任编辑:王和 来源:新浪网 转载请注明作者、出处並保持完整。

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