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夏天到底穿白衣服涼快 還是黑衣服涼快?答案出乎意料

夏天要穿什麼顏色的衣服才比較涼快?黑的,還是白的?

好吧,支持穿白的人會說,白色反射白光,白光實際上就是所有可見光的綜合,所以穿白色可以反射所有光線,這樣不是涼快嗎?

當然,也有人是黑衣服派的。

這些人拿出的是經過幾千年考驗的實證證據——在北非那麼熱的沙漠地區,住在那裡的貝都因人就喜歡穿黑衣服,他們總不會為難自己吧。

▲約旦瓦地倫沙漠的貝都因人@Victoria Thorsen

還有,寒冷地區的人和動物通常顏色較淺,而炎熱的赤道地區的人的皮膚卻更黑,這難道不是對當地氣溫的一種適應嗎?

再說,太空里這麼冷,宇航員的宇航服卻是白色的,這也能說明白衣服不一定涼快吧。

兩邊好像各自都有道理。這個問題到底點解?

關鍵概念

熱輻射,煙囪效應

材料和操作

一個凸透鏡(放大鏡)

不同顏色的氣球(最好包括白色和黑色的)

實驗操作很簡單,先把不同顏色的氣球吹起來,然後用放大鏡對著它們照射,光點要控制得比較小,因為那是凸透鏡焦點所在。

你會觀察到這樣的現象——

▲@Steve Sprangler

黑色的氣球很快就炸了,白色的卻不容易炸。

原理

氣球通常是用乳膠、橡膠等材料製作的。這些材料是一些長鏈的聚合物,可以拉伸。但是在加熱的情況下,這些材料會收縮(你可以用火烤一下橡皮筋,看看橡皮筋是不是皺起來了),如果是吹鼓的氣球,那麼就會因此破掉。

(如果你想深入了解加熱為什麼會使材料收縮,實際上拉伸後,聚合物材料變得更為有序,熵降低;反之,皺起來的聚合物的熵更高。)

被太陽烤了以後,誰先破,那麼誰的加熱速度就更快。黑色的氣球很快就炸了,白色的卻不容易炸。顯然,這說明黑色的材料容易吸熱。

美國東南路易斯安那大學的美國物理學副教授 Rhett Allain也做了一個類似的實驗。他用紅外攝像機拍攝了不同顏色的T恤在陽光下的紅外輻射情況。

▲不同顏色的T恤在紅外攝像機下的溫度。顏色越白,溫度越高。@Rhett Allain

先介紹一下紅外攝像機的原理。

所有物體都會散發光,或者說電磁輻射。一些特別熱的物體,比如白織燈散發出來的電磁輻射正好落入可見光的範圍,因此可以被人的肉眼發覺。

但是大多數物體發射出的電磁輻射在可見光範圍之外,而能落入紅外線的區域,因此無法被人眼看到,但能被紅外攝像機捕捉。紅外攝像機能夠檢測紅外輻射的強度,進而推算出物體的溫度。

那麼,把不同顏色的T恤掛在太陽下,黑T恤和白T恤誰更熱呢?

根據紅外攝像機測算,黑T恤的溫度是55攝氏度,白T恤的溫度是44攝氏度,兩者差了10攝氏度。這說明黑色更容易吸熱,這和我們剛才做的實驗結果一致。

所以問題是不是解決了,為了讓接觸衣服的皮膚感覺不熱,應該穿白色的比較好,對嗎?

▲圖片右邊黑色的東西是聚酯薄膜,它在紅外攝像機下的溫度極低。@Rhett Allain

且慢,如果要看溫度,聚酯薄膜在紅外攝像機下溫度極低。這種材料,看起來非常涼快啊,所以為什麼我們夏天不用聚酯薄膜做衣服呢?

▲聚酯薄膜

而且,白色雖然不容易吸熱,能夠發射太陽的熱量,可是白色還會反射來自身體的熱輻射呀。穿著白色的衣服,身體的熱量可能更不容易散發出去。

到底應該穿白還是穿黑這事兒也是科學家關心的話題。早在1980年,以色列特拉維夫大學的研究者就在《自然》上發表文章,深入探討了穿白還是穿黑的問題。

他們找到的答案令人出乎意料。

這些研究者在死海附近的沙漠以及48攝氏度的實驗室里對比了貝都因人的黑衣服、同樣材質的白衣服、軍用服裝,以及短袖短褲。

▲以色列特拉維夫大學的研究者發現,雖然貝都因人的黑色長褂表面溫度比同款的白色長褂高6攝氏度,但衣服下面的空氣溫度,以及體表溫度沒有差別。

結果呢,黑衣服凈吸收的熱輻射熱量是白衣服的3倍。在48攝氏度的室溫下,黑衣服表面的溫度的確比白衣服要高6攝氏度。但是兩種顏色的衣服下面的空氣溫度差不多,都是38攝氏度,而人體體表溫度均為33攝氏度。

另外,雖然黑衣服的確更容易吸收熱量,但是穿黑衣服的人的各項熱指標,比如蒸發散熱、熱儲存、代謝產熱並不比白衣服的人高。

也就是說,雖然黑衣服表面溫度比白衣服高很多,但是穿著它們並不會讓人覺得更炎熱。

這可以由煙囪效應(chimney effect)解釋——衣服和皮膚之間就像一個煙囪,黑色的衣服有助於這個煙囪里的氣流上升,幫助身體降溫。

因此,這些研究人員認為,穿白穿黑在沙漠地區的體感溫度差不多,但是因為穿黑更為透氣(黑衣服的對流更好),因此在沙漠地區穿黑更舒適。

最後,在這個研究比較的四種服裝里,短袖短褲是最不適合沙漠的服裝,穿短袖短褲的人體凈吸收的熱量比黑衣服和白衣服要多30%。這就是沒有沙漠居民穿短褂的原因。

這些以色列科學家還指出,不但貝都因人喜歡穿黑衣服,連他們的羊都常常是黑色的。原來,和黑毛相比,牛羊還有鴿子的白色毛髮能夠讓更多短波輻射到達皮膚,因此白色的鴿子和牛羊的皮膚實際上吸收了更多的熱量。

通過這些實驗我們可以得到一個結論,在炎熱而乾燥的地方,如果你穿的衣服比較貼身,而且是短款,建議選擇白色;如果你的衣服又長又寬鬆,類似於貝都因人的服裝,那麼建議選擇黑色的衣服,那樣走路帶風,比較透氣。

不過,如果你所在地區悶熱潮濕,衣服容易貼在身體上,當然要選淺色的才不熱咯。

什麼?你說不穿比較涼快?小聲提醒一句,濟南、天津等地已經開始用罰款的手段整治“北京比基尼”——光膀子露肚子的行為了哦。

阿波羅網責任編輯:王和 來源:新浪網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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