Лето — это время отпусков на пляже или в горах, но вместе с этим растут счета за электричество, ведь кондиционер работает на пределе, борясь с жарой и влажностью.
Какая же температура кондиционера будет оптимальной? И как наше тело адаптируется к жаре?
Стефан Каутч, преподаватель физики из Северо-Восточного университета, объясняет процессы теплопередачи и то, как концепции, обсуждаемые им в классе, могут помочь людям пережить изнуряющую жару.
Интервью с Северо-Восточными глобальными новостями было сокращено и отредактировано.
Тепло (форма энергии) естественным образом переходит от тёплого к холодному. Кондиционер работает по тому же принципу, но в обратном направлении: тепло перемещается из холодной области (внутри) в область с высокой температурой (снаружи).
Однако в условиях глобального потепления это связано с несколькими проблемами. Для этого требуется работа — то есть нам нужно электричество, чтобы обеспечить эту работу и питание компрессоров.
Чем больше мы используем кондиционеров, тем больше энергии нам нужно, а больше энергии означает больше электростанций, и, к сожалению, возобновляемые источники энергии не так распространены в Соединённых Штатах.
Так что чем больше мы способствуем изменению климата, тем активнее пытаемся защититься от глобального потепления.
Всё дело в температуре тела, которая обычно составляет около 37 градусов Цельсия, и именно её организм должен поддерживать для правильной работы.
Наше тело не изолировано. Хотя оно постоянно создаёт энергию посредством метаболизма, избыточная энергия излучается через кожу во внешний мир. Когда воздух имеет ту же температуру или даже горячее, чем температура тела, этот процесс переноса тепла работает неэффективно.
Поэтому с точки зрения физики лучше находиться в среде, которая немного ниже температуры вашего тела — около 27 градусов Цельсия, потому что тогда перенос излучения от избыточного тепла тела может отдавать тепло в среду, которая немного прохладнее, и этот процесс переноса излучения будет эффективным.
Наше тело испытывает сильные перепады температур между внутри и снаружи, и в физике и технике мы называем это температурным градиентом. Организму необходимо уравновесить этот градиент — таким образом, он должен нагревать или охлаждать тело в зависимости от окружающей среды.
Это большая нагрузка на организм. Тело использует энергию, чтобы нагреться или охладиться, чтобы уравновесить температуру тела с окружающей средой, и когда вы испытываете такие большие перепады, ему требуется много энергии, которую можно использовать для более важных дел.
Вот почему люди в традиционно жарких местах пьют горячую воду и чай, а не ледяную воду.
Всё зависит от вашего дома и его изоляции. Если вы позволяете устройству работать постоянно, а здание плохо изолировано, вы просто будете тратить прохладный воздух, который сразу же выходит наружу. В этом случае лучше использовать кондиционер, когда вы дома и когда он вам нужен.
Если вы живёте в хорошо изолированном здании, вы можете установить термостат и позволить кондиционеру работать лишь время от времени, когда температура достигает заданного значения. Тогда вы можете оставить его включённым в течение дня — при температуре 26–27 градусов Цельсия.
Естественная циркуляция воздуха (если вы можете выдержать температуру) всегда полезна: открывайте окна с противоположных сторон квартиры. Вы также можете закрыть окна шторами или жалюзи, чтобы прямой солнечный свет не попадал внутрь, и вы создали тень.
Потому что, если солнце попадает на поверхность, она нагревается за счёт солнечной энергии, поэтому вы хотите, чтобы солнечный свет оставался снаружи. Это также связано с цветами — яркие цвета, такие как белый, лучше отражают солнечный свет; а тёмные цвета нагреваются легче и быстрее, потому что они поглощают солнечный свет.
Предоставлено Северо-Восточным университетом.
Эта история перепечатана с любезного разрешения Северо-Восточных глобальных новостей.
heat transfer and how the concepts he discusses in the classroom can also help humans survive sweltering temperatures.”,”This interview with Northeastern Global News has been condensed and edited.”,”Heat (a form of energy) flows naturally from warm to cold. An air conditioner is that principle but reversed: Heat is moved from a cold area (inside) to a high-temperature area (outside).”,”But there are a few problems with this in a warming world.”,”Work is required to do this—meaning we need electricity to make that work and power the compressors.”,”But the more air conditioning we use, the more energy we need to use, and more energy means more power plants and—unfortunately—renewable energy is not that common here in the United States.”,”So the more we contribute to climate change, at the same time we try to protect ourselves from global warming.”,”It actually has to do a lot with body temperature, which is typically about 98 or 99 degrees Fahrenheit or 37 degrees Celsius, and that’s what the body needs to maintain to work properly.”,”But our body is not isolated. While our body constantly creates energy through metabolism, the excess energy is radiated through our skin to the outside world. When the air has the same temperature or is even hotter than the body’s temperature, that radiation transfer doesn’t work very well. It gets more and more inefficient.”,”So, it’s better from the physics perspective to be in an environment that’s a little bit lower than your body temperature—about 80 degrees Fahrenheit, because then the radiation transfer from the excess heat from the body can give away heat to an environment that’s a little bit cooler than it so this radiation transfer is effective.”,”Your body experiences strong temperature differences between inside and outside and, in physics and engineering, we call that a temperature gradient. The body needs to equalize or to balance that—thus it needs to heat up or to cool down the body depending on the environment.”,”That is a lot of stress to the body. What happens is the body uses energy in order to heat up or cool down in order to balance your body temperature to the environment, and when you experience those big gradients, it needs a lot of energy that you can use for better things.”,”That’s why people in traditionally hot places drink hot water and tea, not ice water like here.”,”Well, it depends on your building and its insulation.”,”If you let the unit run all the time, and the building is poorly insulated, you would just waste all the cool air, which escapes outside immediately. So, then the best thing is to use it when you are home and when you need it.”,”If you live in a building that is nicely insulated, then you can set the thermostat and let the air conditioner run only once in a while when it hits a set temperature. Then you can let it run through the day—at 78 or 80 degrees Fahrenheit.”,”Natural airflow (if you can stand the temperature) is always good by opening windows on opposite sides of an apartment. You can also close windows with curtains or with blinds so that the direct sunlight doesn’t hit inside and you create a shadow.”,”Because if the sun hits a surface, the surface warms up due to the solar energy, so you want to keep the sunlight outside. That also has to do with colors—bright colors like white are better for reflection and reflecting the sunlight; but dark colors get warm more easily and faster because they absorb the sunlight.”,”\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tProvided by\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tNortheastern University\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t”,”\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t This story is republished courtesy of Northeastern Global News news.northeastern.edu.\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t “,”\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Other Physics Topics\n\t\t\t\t\t\t “]’>Источник