Escuché a un famoso físico (fue Feynman?) argumentan que mantas no mantenerle caliente por el calor de la captura pero por el aire atrapa junto al cuerpo del. ¿Es esto cierto?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Floris
Puntos
54054
Cabe señalar que las mantas también (sorprendentemente) actuar como (térmica) escudos de radiación. Esta es la razón por la que "mantas de emergencia" a veces puede ser encontrado en equipos de supervivencia que parecen ser nada más que delgada de plástico brillante. Pero ellos realmente hacen una diferencia en la cantidad de calor perdido por la tibia (37 °C) cuerpo en una noche fría (cielo despejado a asumir 0 °C).
Para que un cuerpo con un área de 30 cm x 180 cm mirando hacia el cielo, el área es aproximadamente el $0.5 m^2$. Suponiendo un factor de emisividad de 0,3 (elegir sólo un número), la pérdida de calor está dada por
$$E = \epsilon \sigma (T_1^4-T_0^4) = 53 W/m^2$$
O 25 W para el ser humano que acabo de mencionar. Que es un importe que no fuese insignificante de calor... especialmente cuando se considera que la tasa metabólica basal ("no hacer nada", que es una buena aproximación de sueño) es de alrededor de 60 W. Y eso sin contar el calor que se pierde por la respiración (calefacción de aire frío y llenarlo con vapor).
Calefacción de aire frío (que sigue yendo con 0 °C, ya que nuestra línea de base):
250 ml por segundo, la capacidad de calor 1020 J/kg/C, $\Delta T = 37 C$, se obtiene aproximadamente 12 J
La evaporación del agua:
Saturado presión de vapor de agua a 37 °C alrededor de 47 mm Hg, y la respiración cerca de 250 ml por segundo (900 litros por hora), con una efectiva fracción de 47/760 por volumen de agua, esto nos lleva a otra de 25 W.
Tan sorprendentemente, estos tres mecanismos resultado en cantidades similares de pérdida de calor y protegerse de la radiación, la pérdida de calor es muy significativo. Debido a esto, una buena manta (que se reflejan algunas de calor de regreso a ti) es, de hecho, "mantener el calor".
La anterior pone de manifiesto que la mayoría de forma significativa de la pérdida de calor es la evaporación. Una buena manta se detiene la circulación, y deberá mantener en el aire cerca de su cuerpo "húmedo". Esto ralentizará la velocidad de evaporación, ayudándole a mantenerse caliente. Detener la circulación del aire también paradas de transporte "calor" - pero la cantidad de calor transportado por el aire húmedo es significativamente mayor que "sólo aire", como el ejemplo de arriba muestra.
Hay más en esta cuestión, que se reúne el ojo de casual...
JRT
Puntos
97
Las conductividades térmicas de una amplia gama de materiales se da aquí. No puedo encontrar figuras para la conductividad térmica del sólido de lana o de algodón (es decir, un bloque sólido, sin vacíos de aire), pero las conductividades térmicas de los materiales orgánicos parecen ser $0.25$ Wm$^{-1}$K$^{-1}$. Por el contrario la conductividad térmica de aire es $0.024$ Wm$^{-1}$K$^{-1}$, por lo que da una temperatura corporal constante y la temperatura externa se perdería diez veces menos calor cuando está aislado de aire que cuando está aislado de la mayoría de los materiales sólidos.
El problema es que el aire no se queda en la estática de la capa que rodea el cuerpo. Las corrientes de aire y convección térmica generada por el calor de su cuerpo a causa de que el aire se mueva. Esto reemplazará el aire caliente que se ha calentado a la temperatura de su cuerpo con el aire frío, y aumentar la tasa de pérdida de calor.
Idealmente lo que quiero es que algunas cosas que puede contener el aire en el lugar alrededor de usted de modo que el aire no se puede mover y transportar el calor. Y desea que este material a ser tan aislante como sea posible. El mejor material que conozco es de aerogel de sílice, que es un buen aislador fue utilizado en la lanzadera de espacio como un protector de calor para la re-entrada. El vidrio es en realidad un pobre aislante, pero aerogel contiene sólo un pequeño porcentaje de vidrio por el volumen y el otro 90 por ciento de probabilidad de su volumen es aire. Por lo tanto, es excelentes propiedades aislantes. Sin embargo aerogel es un sólido quebradizo y una mala elección de la ropa de cama.
Las mantas son algo de un compromiso. Contienen un menor porcentaje de aire por volumen de aerogel, y también atrapan el aire con menos fuerza, y ambos factores inferior de las propiedades aislantes. Sin embargo, son mucho más cómodos que los de aerogel sería.
Brainy
Puntos
6
Normalmente el calor de su cuerpo iba a disiparse en el aire, así que cuando hace frío, su cuerpo exterior se enfría, porque se está perdiendo el calor de su cuerpo al aire cerca de usted. Así que cuando usted cubrirse a sí mismo en una manta, que su cuerpo deje que el calor se escape, y como es atrapado, y su cuerpo sigue produciendo calor, se siente más y más caliente debajo de la manta. En general, la manta evita la convección de calor a través del aire, por lo que ha reducido el movimiento de aire. Por lo tanto, el calor de su cuerpo se encuentra atrapada en el interior de la manta.
