近期,一段“在电风扇上装矿泉水瓶”的短视频在网络上引发热议。视频中,操作者将几个矿泉水瓶捆绑在一起,瓶底剪掉,切面对准电风扇出风口,瓶口朝外,声称这样可以吹出冷风,达到降温效果,堪比空调。这个方法真的行之有效吗?对此,北京师范大学物理与天文学院教授、博士生导师严大东从物理学的角度进行了科学解读。
自制神器能替代空调?
首先,网传的在电风扇上加装矿泉水瓶代替空调的说法是没有科学依据的。电风扇输入了电能,根据能量守恒定律,这只会增加室内的总能量,并没有将热量带到室外,因此不能称之为空调。
一个常见的误解是,有人认为空气在瓶中会压缩,然后在瓶口处扩散出去,可以看成是“绝热膨胀”,导致温度降低。然而,空气在压缩过程中已经升温,在瓶口处向外膨胀降温只是相对于瓶口已经升高的温度而言,这样的温度变化很小,不足以产生显著的降温效果。
瓶中空气流动的科学解释
风自矿泉水瓶底吹入瓶中,由于瓶口较小,风在瓶口处会加速,因此吹出的风流速快。根据伯努利原理,瓶口吹出空气的压强变小,而空气被压缩体积变小,这样根据理想气体状态方程温度会降低。然而,这种观点混淆了理想气体方程的适用性,它适用于平衡态,而由伯努利原理导致的压强变小不是平衡态。
综上所述,由于吹出的风流速快,等效于电扇调高了风速档,人体感觉上会凉爽,但温度并没有明显降低。
将风扇对着窗外吹更有效?
如果周围环境能提供比空气更低的温度(比如住在平房,地面和墙壁温度比空气温度低),将风扇对着窗外吹,会使补充进来的气流经过地面和墙壁,从而使温度有所降低。前提是要做好风扇和窗户之间的密封,否则热空气会很快倒流进来。这一做法等同于在墙上装一个排风扇,因此没有太多的实用价值。
物理学角度的居家降温小妙招
物理学是一门基础学科,更是现代科学和技术的基础。在80年代浙江大学读书期间,我住在的宿舍在一层,夏天室内温度高达32摄氏度。我曾在书桌上放一盆水,用一个小吊扇对着这盆水吹风,同时拉上窗帘,这样可以使室温降低2度。
希望通过科普,可以帮助大家更好地运用物理学知识理性看待网传“空调”的科学原理与实际效果,激发大家对于未知世界的好奇心和探索精神。