妈妈我的秋裤呢图片—记者爆料，真相揭秘!-资讯中心-韩韩H5开发

近日，随着冷空气的到来，北方地区气温骤降！你收到冬天即将来临的消息了吗？反正小编抱着毯子已经浑身发抖了。

北京最新天气丨来源中国天气网

但考虑到入冬后天气会变冷，遵循“春捂秋冻”的指导思想，小编决定仗义执言，继续一段时间。

小编打了个寒颤，突然想到，从物理学角度来说，什么时候才是换上厚衣服的时机。我必须穿长裤吗？我应该添加多少衣服？我们来看看这个题。

身体产热

众所周知，不发烧的人正常核心体温在371左右。作为温血动物，人类必须不断产生热量来维持体温。身体的“热机”主要依赖于骨骼肌和肝脏，它们分别负责运动和休息期间身体产生的大部分热量。休息时产生的热量为8372W，运动时产生的热量是休息时的三倍。寒冷的环境刺激会引起骨骼肌的颤抖反应，使热量产生增加四到五倍。所以当我们剧烈运动大量出汗时，我们通常不会感到冷。

烧掉我的小肝吧！丨图片由BingAI制作

此外，人体体温调节系统主要由大脑中的下丘脑控制。下丘脑通过神经和激素调节体温，可以增加产热并减少散热。寒冷的。

机身散热

经常看物理所公众号的人应该知道，传热有三种方式热辐射、热传导和热对流。我们的身体有四种调节体温的散热途径热辐射、热传导、对流传热和蒸发散热。

传热的三种方式|图片来源网络|

1热辐射

任何温度高于绝对零的物体都会产生热辐射，以电磁波的形式辐射能量。根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，面积为A、温度为T的物体辐射产生的热量Q为

热辐射与温度的四次方成正比，是常数，系数与物体本身的性质有关。在物理学中，绝对黑体可以在任何温度下吸收其表面发出的任何波长的能量。对于绝对黑体，=1；对于其他物体，=1。

太阳热量也通过热辐射到达地。图片来源pixabay|

因为我们在寒冷的天气里穿着紧身的衣服，大部分辐射热被我们的衣服直接吸收，只有露的头、手、脚通过辐射直接散发出去。

2热传导

当两个物体相互接触时，只要介质内部或介质之间存在温差，就会发生传热。传热量Q满足

T是两种介质之间的温差。热阻R的定义是热量传递到物体时热源的功率与物体两端的温差之比。单位为开尔文每瓦。/W。还可以计算串联和并联的热阻。串联热电阻是指几个热电阻串联起来，热量必须经过每个热电阻层才能传递到下一个热电阻层。多个热阻同时存在，热量可以同时通过多个热阻层传递。

有趣的是，研究表明，坐着的人的热阻比站着的人小4%到18%。坐着会散发更多的热量，因此如果您感到寒冷但不想运动，那么从坐着开始运动可能会帮助您暖和起来。

那躺着怎么样？丨图片来源网络

3排对流

热对流是指热粒子通过流动介质将热能从空间的一个位置传播到另一个位置的现象，只能发生在流体中。对流散热满足牛顿冷却方程

其中Q是热流率，h是对流传热系数[W/mK]。

热对流示意图丨来源百度

穿衣服可以防止皮肤直接接触空气，因此穿紧身衣服可以确保大部分皮肤与衣服直接接触，从而提供保暖效果。

对于露的皮肤来说，当皮肤与空气直接接触时，首先发生的就是热传导。发生热传导后，靠近皮肤表面的空气温度升高，远离皮肤表面的空气温度升高。对流的发生是因为表皮距离表面较低。

4蒸发放热

当温度高于物体表面温度或物体产生大量热量时，辐射和对流方式都不能满足散热需要，必须开始蒸发带走热量。汗水是蒸发热释放的主要来源。但如果冬天寒冷而不运动，出汗量就会减少，蒸发损失的热量也很少，可以忽略不计。

什么是人体热舒适度？

人体热舒适度是一个非常复杂的系统，需要测量的指标很多。其中，著名的PMV指数是Fanger教授在20世纪70年代提出的，该指数代表了同一环境中大多数人的平均冷热感觉，综合影响热舒适度。人体温度、辐射温度、空气湿度、空气流量、人体活动水平和服装热阻。在热舒适领域，学者们主要关注服装热阻对人体热平衡和人体热舒适的影响。

PMV热敏度量表通过数字衡量感受图片来源网络|

学习了PMV指标后，如果你走到外面发现温度下降了，计算出来后，你不再需要说“今天有点冷”，而是可以具体描述“我感觉-11451个单位冷”。””。我觉得找到一个舒适的温度环境并不容易！

现在我们假设其他条件不变且真实，只考虑气温和服装热阻的影响。仅考虑舒适温度，人们感到舒适的室内温度大致范围为18至23度，而由于散热的需要，人体表面温度高于室温，约为33至34度度。学历是最合适的。

各种服装的耐热性

在一般环境和特别寒冷的环境中，衣服对于维持体温起着重要作用。为了定量地描述人体通过服装与环境之间的热交换，人们提出了一个称为“服装热阻”的物理参数。这个热阻与热阻的物理定义略有不同。乘以您穿的衣服数量。服装的热阻单位是Clo。1Clo=0155mK/W。值越高，衣服保暖性越好。不同服装的热阻可以通过多种方法测量和估计。这个量不仅与服装的材质和制作工艺有关，对于保暖性能高的服装来说，还受到环境因素的影响。湿度会差很多。当然，你不能只穿一件衣服。由于衣服并不能覆盖整个身体，穿着多层衣服也会对整体热阻产生不同的影响。有效热阻考虑了这一点，根据热阻的串联和并联组合可以计算出总热阻。普通服装的热阻为

各类服装耐热性图片来源参考1

但是你需要换几层衣服呢？

换上厚衣服时，影响最大的是热阻R。从理论上讲，只要穿着合适，人体皮肤表面达到舒适的温度，产热与散热达到平衡，人就不会感到寒冷。甚至都不热！

那么让我以我自己为例，做一个非常简单的模型估计。

假设你怕冷，所以你用衣服遮住了大部分身体，只有20%的头部暴露在空气中。由于衣服的内表面靠近我的身体并被加热到与我的体表温度相同的温度，因此不考虑身体这部分的辐射和对流散热。衣服的外表面处于室温。这时，接触到我身体的热量，有一部分通过热辐射和热传导通过身体露部位释放出来，有一部分通过热传导传递到我的衣服上，然后通过衣服的散热散发出去。

我出了机舱，感觉很好。

当您平衡生热和散热时，您的身体

随着天气变冷，体表温度必然保持不变，气温不发生变化，因此Q热辐射不发生变化。

当温度变化但产热量保持不变时

舒适的体表温度为33。昨天的气温是16C。由于我穿着现在的衣服感觉很舒服，所以我认为T=17K。今天气温已降至14C，T=19K。取空气对流换热系数h=5W/mK。

您可以认为上半身和下半身区域是相同的。目前我穿着长袖T恤、夹克和裤子，T恤和夹克串联在我的上半身。然后与裤子平行。不穿衣服的部分为A，穿衣服的部分面积为4A。总热阻为R=011clo/4A。将其代入您的计算中并仍然保持您的舒适度要求。计算出R=012clo/4A，查表发现只需要多穿一双就可以了。拥有袜子确实有助于保持乐趣！

热电阻串并联示意图

那么换句话来说，什么时候应该穿长内衣呢？秋裤的耐热度为014Clo。T恤和夹克串联，秋裤先串联再并联。所有这些衣服的总热阻可以计算为R2=017clo/4A。代入公式可得T=26K，将外部温度降低至7。

我想我可以坚持下一周左右！

朋友们，你们学会了吗？现在我不再需要妈妈提醒我穿长内衣了！

那么什么时候开暖气呢？

参考

[1]李敏.适合我国国情的保暖服装耐热计算方法研究[D]清华大学，2016

[2]中国标准出版社，2004[11]总后勤部军事装备研究院GB/T18398-2001服装热阻试验方法保暖假人法[S]

[3]雷丹妮.服装对人体热舒适性影响的实验研究[D]重庆大学，2012年

[4]黑尚刚等，方格PMV热舒适模型的发展历程及适用性分析，低温建筑技术，2017年3910

[5]Havenis,G.R.Heus和W.a.罗滕斯。由此产生的服装隔热效果身体运动、姿势、风、服装合身性和整体厚度的函数。人体工程学，1990年，V01.33，npt1，第14页。67-84