Pourquoi un ventilateur nous fait nous sentir plus froid au lieu de plus chaud dans une pièce froide? [dupliquer]
Restez dans une pièce froide fermée, allumez un ventilateur dirigé vers vous, cela vous fait vous sentir plus froid au lieu de plus chaud. Pourquoi?
Voici la définition de la chaleur:
La matière existe sous différentes formes physiques - solides, liquides et gaz. Toute matière est constituée de minuscules particules appelées atomes, molécules et ions. Ces minuscules particules sont toujours en mouvement - soit se heurtent les unes aux autres, soit vibrent d'avant en arrière. C'est le mouvement des particules qui crée une forme d'énergie appelée chaleur (ou énergie thermique) présente dans toute matière ...
donc avant d'allumer le ventilateur, les molécules d'air sont relativement immobiles et ne bougent pas beaucoup. Après avoir allumé le ventilateur, ils se déplacent beaucoup plus vite donc le mouvement des particules est plus important et cela devrait créer de la chaleur, mais pourquoi ne pouvons-nous pas sentir la chaleur sur notre corps et notre peau lorsque nous nous tenons devant le ventilateur? (Tout du moins selon moi)
Réponses
Tout d'abord, ce n'est pas une définition de la chaleur. La chaleur est un transfert d'énergie dû uniquement à la différence de température. Ce qui est décrit dans votre article ressemble plus à une définition de l'énergie interne (énergie cinétique et potentielle au niveau microscopique).
La raison pour laquelle vous vous sentez plus froid avec le ventilateur est que le mouvement de l'air sur votre peau augmente le taux de transfert de chaleur de votre peau en augmentant le coefficient de transfert de chaleur par convection. L'équation pertinente est la loi du refroidissement de Newton
$$\dot Q=hA(T_{s}-T_{∞})$$
Où $\dot Q$ est le taux de transfert de chaleur, $T_s$ est la température de la peau, $T_∞$ est la température de l'air ambiant à l'écart de la peau, $A$ est la section transversale de la peau, et $h$est le coefficient de transfert de chaleur par convection. Plus l'air se déplace vite, plus$h$est, toutes choses étant égales par ailleurs. En effet, le mouvement de l'air force l'air proche de la peau à évacuer la chaleur, augmentant ainsi l'efficacité du transfert de chaleur de la peau vers l'air.
Vous avez probablement entendu parler du «facteur de refroidissement éolien». Pour une même température de l'air, le vent augmente la perte de chaleur de la peau, ce qui rend l'air plus froid que lorsqu'il n'y a pas de vent.
Merci pour la réponse, cela aide vraiment, juste une question, ignorons-nous le mouvement des molécules d'air dû au mouvement du ventilateur parce qu'il est trop petit, négligeable et que le ventilateur ne tourne pas assez vite? ou le ventilateur déplaçant l'air dans une chambre froide ne crée jamais de chaleur même à des niveaux microscopiques, quelle que soit la vitesse du ventilateur?
Gardez à l'esprit que le ventilateur ne "crée pas de chaleur". La chaleur est un transfert d'énergie dû à la différence de température. Je pense que ce que vous demandez vraiment, c'est si le ventilateur peut augmenter la température des molécules d'air parce que le ventilateur augmente les vitesses des molécules d'air. Il est possible que le ventilateur puisse augmenter légèrement, mais pas de manière mesurable, la température de l'air en "remuant" les molécules d'air, car la température de l'air est une mesure de l'énergie cinétique de translation moyenne des molécules d'air. Mais la bobine du moteur du ventilateur, qui chauffe lorsque le moteur tourne, aurait probablement un effet plus important sur la température de l'air.
J'espère que cela t'aides.
L'air immobile près de votre peau a une humidité plus élevée que l'air que le ventilateur met en contact avec votre peau; l'air plus sec favorise l'évaporation de l'humidité de votre peau. Votre corps fournit la chaleur latente pour cette évaporation, donc vous vous rafraîchissez.
Après avoir lu la réponse de Bob D, je dirais que l'augmentation du transfert de chaleur de la convection et de l'évaporation est importante. Vous pouvez considérer les deux effets en augmentant le coefficient de transfert de chaleur dans la formule de Bob D pour tenir compte de l'évaporation. (Pour être techniquement précis, l'évaporation est un transfert de masse du corps à l'air, pas vraiment un transfert de chaleur, mais son effet peut être regroupé dans le coefficient de transfert de chaleur. Voir, par exemple, le manuel classique de McAdams Heat Transmission.)
En plus des (maintenant) deux bonnes réponses, ce que nous percevons comme chaleur / chaleur est dans la plupart des situations causées par le mouvement aléatoire des molécules d'air.
Vous avez raison de penser que l'augmentation de l'énergie cinétique des molécules d'air (causée par le ventilateur) devrait transférer plus d'énergie à votre peau, augmentant ainsi la température perçue. Comme mentionné par Carl Berger, il s'agit essentiellement du même processus qui fait que les vaisseaux spatiaux rentrent dans l'atmosphère terrestre se réchauffent - il y a un mouvement relatif entre l'objet / l'observateur et les particules d'air dans les deux cas.
Cependant, comme l'explique John Darby, un flux uniforme de particules (qui est provoqué par le ventilateur ou le vent, par exemple, provoque un effet de refroidissement, refroidissant ainsi la température perçue.
Si les particules se déplacent au hasard (comme dans un air "normal" sans vent), le mouvement aléatoire des molécules individuelles (approximativement) s'annule et ne provoque pas d'effet de refroidissement éolien. Cependant, ils transfèrent toujours de l'énergie à votre peau, donc un mouvement accru entraînera une température perçue plus élevée.
En résumé, l'augmentation des particules de mouvement uniforme fait un transfert plus d' énergie à votre peau, mais l'effet de refroidissement qu'il provoque est plus forte, donc au total, vous vous sentez une baisse de la température perçue. S'il n'y a pas de vent (mouvement aléatoire des particules), l'effet de refroidissement ne se produit pas, ce qui signifie qu'un mouvement de particules plus élevé équivaut à une température perçue plus élevée.
D'autres ont donné une merveilleuse réponse. Mais je pense qu'un autre point est nécessaire ici.
Pourquoi un chiffon humide devient-il sec lorsque le vent souffle?
En fait, si nous prenons un bécher fermé à moitié rempli d'eau et de vide dans la moitié supérieure, la moitié supérieure n'est pas sous vide après parfois. C'est parce que certaines des molécules d'énergie plus élevée dans l'eau parviennent à briser l'influence des liaisons et remplissent la zone de vide.
Après un certain temps, la quantité d'eau restant dans la moitié inférieure devient fixe. On dit donc que l'eau liquide est en équilibre avec l'état de vapeur.
Revenons maintenant à votre question, lorsque le ventilateur était éteint, l'air près de votre peau était presque en équilibre avec votre peau mais lorsque le ventilateur était allumé, cela créait une situation de déséquilibre conduisant à une diminution de la pression et donc plus de liquide. sort de votre peau pour la stabilité et en s'évaporant, ils enlèvent de l'énergie et vous vous sentez frais.
J'espère que cela aide 🙂.