初中物理教学中常见错误4--下雪不冷融雪冷
一、质疑
日常教学中,无论是教师的讲解,还是参考书、习题册的答案,对于下雪不冷融雪冷的常见错
误解释:原因是凝固(凝华)放热、熔化吸热。
其实,稍加思辨,就不难发现当中存在明显的逻辑缺陷。
雪的形成过程是在上空,也就是说放热过程是在上空的,这能有助于提升或减缓地面气温的下降
吗?
下雪时,地面气温往往是0摄氏度以下,否则雪下来后很快就熔化。
(尽管气温在零下一点时,向阳直照的雪表面也会有些熔化,但不会大量熔化。而且往往是
白天气
温高时一部分雪熔化,晚上又凝固)
高空中雪形成过程的放热并不能使地面气温提升到0摄氏度以上。
融雪时吸热,雪熔化时并不是直接吸收人体的热量,能直接让人感觉更冷吗?
雪融化吸收的是空气的热量,但这只是减缓了春天大面积气温的回升,但不能降低气温,气温还是
0摄氏度以上,否则雪就停止熔化。常远
简单说,下雪天的气温是比融雪时低。(特例见后文第二点)
人体觉得冷不冷,并不是跟高空的雪或地上熔化的雪进行热交换。
有人想到跟体感温度、相对湿度有关,这想法已经沾边了。
再细致思考下去,其实更本质的是跟人体热量向外传热的速率有关。
二、雪的形成
富含水蒸气的暖湿空气与寒冷空气相遇,由于寒冷空气密度大,使暖湿空气向上抬升,形成图1
锋面,在锋面处水蒸气凝华成雪。
但如果是盆地(四川盆地等)、高山的南坡、大峡谷等明显凹陷的地形,南下的寒冷空气未能快速
下沉,出现下雪时地面气温还是比较暖和的特例,如图2
1
2
1

三、绝对湿度与相对湿度
绝对湿度反映空气中的水蒸气含量,而不是液态水的含量。
相对湿度影响水的蒸发、液化。
四、传热方式
传热有4种方式有:热传导、热对流、热辐射,相变中的相变焓(也就是物态变化中吸、放的热
量)。
1、热传导
本文涉及的几种物质导热系数的大概数据,见右表(注:液、气体静止,没有
导热系数 λ
对流)。可见:
W/(m·K)
0.02
1)空气是热的不良导体,导热系数比一些常见衣料还要小。
空气
水蒸气
2)水蒸气与空气的导热系数差不多。
0.02
所以,湿度的增大,水蒸气增多,并不能增强空气的导热能力。
3)液态水的导热系数比水蒸气、空气大得多。
4)棉毛的数据是指干燥时的,如果潮湿了,导热系数大增。
0.6
棉毛
0.05
2、热对流
对于液、气体,对流的传热效果通常远强于热传导。
冬天人体暴露在空气中的部位散热主要是空气的热对流,而衣物遮盖的部位主要是人体与衣物的热
传导。
羽绒服保暖性好的重要原因是,蓬松空洞困住了大量的空气,限制了空气的对流。
所以,羽绒服得以轻便少量的衣料即可达到很好的保温效果。
3、热辐射
人体只能辐射极其微量的红外线,这部分的散热量完全可忽略。
4、相变潜热
汗液的蒸发吸热,在夏天是最主要的散热方式,但冬天里排汗较少。
5、小结:
夏天散热主要方式是汗液蒸发,蒸发速率受相对湿度影响。
冬天主要是空气的热对流,以及人体与衣物的热传导。
2

6、干冷与湿冷、融雪与相对湿度
冬天干冷地区的人感觉只是人体裸露部位很冷,湿冷地区的人却感觉全身都在发抖。
原因是干冷地区,人体通过裸露部位与空气进行热对流散热较强烈。
湿冷地区的人全身都在与潮湿的衣物进行热传导。
湿冷地区气温比干冷地区高,人体排汗稍多一点,但相对湿度较高。
空气中的水蒸气容易液化,且汗液蒸发后容易在衣服内液化,导致衣服较潮湿,不够干爽,潮湿衣
服的导热系数大增。
可见,衣料的吸湿排湿性对保暖性有重要影响。
所以,湿冷地区需要经常晾晒衣被才能保证较好的保暖性。
融雪时的道理跟湿冷相似。
五、夏天酷热
夏天散热主要方式是汗液的蒸发吸热,而蒸发受相对湿度影响。
举例:前几年我路过西安,顺道参观兵马俑,不幸遇上停电。气温41,体验是:
阳光暴晒时,皮肤火辣。
室外遮阳处,即使没风,皮肤也无汗,感觉还不算很难受。
室内不通风,人拥挤,相对湿度高,浑身汗流浃背,非常闷热难受!
六、结论:相对湿度高的话,夏天闷热,冬天湿冷,全身都冷。
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