Frage:
Warum verbrenne ich keinen starken Wind?
Jinx
2014-02-02 02:25:54 UTC
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Also dachte ich ... Wenn Hitze meiner Meinung nach nur viele Partikel sind, die wild werden und ihre Energie auf andere Körper übertragen, warum verbrenne ich mich dann nicht im Wind?

Als ich darüber nachdachte mehr Ich habe herausgefunden, dass Wind normalerweise etwas Feuchtigkeit trägt, und da sich Flüssigkeitsteilchen mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Wind bewegen, sind sie im Grunde genommen relativ zueinander statisch, sodass keine Energie zwischen ihnen übertragen wird (Wind- und Wasserteilchen). Und wenn dieses Wasser an meiner Haut haftet und der Wind weht, verdunstet es und entzieht meiner Haut Energie. Ich fühle mich kalt.

Ich glaube nicht, dass dies wirklich der Fall ist, aber selbst wenn Wenn ich den Wind irgendwie austrockne, verbrennt er mich dann, wenn er stark genug ist? Und Winde können einige ziemlich hohe Geschwindigkeiten erreichen (obwohl ich zugeben muss, dass ich nicht sicher bin, ob sie mit der Bewegung von Atomen in warmen Körpern usw. vergleichbar sind ...).

Also. Endeffekt. Kann ich in einem perfekten Szenario vom Wind verbrannt werden?

Schöner Titel und Rahmen der Frage.
Also habe ich dies zunächst als Duplikat von [* "Warum ist der Temperaturrahmen nicht abhängig?" *] (Http://physics.stackexchange.com/q/90343/520) geschlossen, aber jetzt bin ich mir nicht so sicher ( obwohl ich es immer noch für relevant halte). Über die Menge für Gruppenüberlegungen.
Ich war gerade dabei, eine Antwort zu schreiben, als diese Frage geschlossen wurde. Ich möchte, dass die Frage erneut geöffnet wird, da ich es äußerst unwahrscheinlich finde, dass das OP die verknüpfte Frage als gleichwertig versteht, und weil meine Antwort einen erheblich anderen Ansatz verfolgt als bei der Beantwortung der verknüpften Frage.
Ich stimme @MarkEichenlaub zu. Ich habe einen Hintergrund in Physik, aber ich bin Informatiker, so dass diese Antwort mir wirklich keine verständliche Antwort liefert.
Hat die Antwort etwas mit Gaskühlung beim Ausdehnen zu tun?
Eine interessante Tatsache ist, dass Wind über 40 Meilen pro Stunde tatsächlich eine negative Windkälte hat.
Für das, was es wert ist, ist das Wasser in der Luft normalerweise gasförmig und nicht flüssig. (Wenn flüssiges Wasser vorhanden ist, ist es als Nebel sichtbar.) Da das Wasser bereits ein Gas ist, kann es nicht verdampfen.
Nun, ich habe heute etwas gelernt: [Windbrand ist wirklich nur Sonnenbrand] (http://en.wikipedia.org/wiki/Windburn). Sehr seltsam, da sich meine einzige Erfahrung mit Windbrand wie Sonnenbrand anfühlte, aber ohne Blasenbildung oder Schälen und in sehr kurzer Zeit verheilte.
Sechs antworten:
Mark Eichenlaub
2014-02-02 02:55:45 UTC
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Luftmoleküle $ (\ erfordern {mhchem} \ ce {N2 _} $ und $ \ ce {O_2}) $ haben eine durchschnittliche Geschwindigkeit von ca. $ 500 \ text {m / s} $ und variieren je nach Temperatur. Dies bedeutet, dass ein schöner $ 5 \ text {m / s} $ Wind hundertmal langsamer ist und die durch Wind dargestellte Energie 10.000-mal kleiner ist als die Wärmeenergie. Daher hat Wind nicht wesentlich mehr Energie als ruhige Luft und verbrennt Sie nicht.

Sehr schnelle Winde, z. B. bei Tornados, Hurrikanen oder dem Wind, den Sie beim Fallschirmspringen erleben würden. sind immer noch nur etwa $ 50 \ text {m / s} $, so dass die Energiedichte im Wind immer noch nur 1% der thermischen Energiedichte beträgt. Ebenso wäre der Staudruck, den die Luft auf Sie ausübt, im Vergleich zum homogenen atmosphärischen Druck gering, sodass keine großen Auswirkungen zu beobachten sind. Daher würde man nicht erwarten, dass selbst starke Winde Sie verbrennen.

Die Wärmeübertragung zwischen Ihnen und der Luft ist ziemlich kompliziert und hängt nicht nur von der Energiedichte der Luft ab. Bei Wind fühlt man sich normalerweise kälter. Wärme wandert über Temperaturgradienten. Die Luft direkt neben Ihrer Haut hat die gleiche Temperatur wie Ihre Haut, aber die Luft in geringer Entfernung hat die Umgebungstemperatur. Dies erzeugt einen Temperaturgradienten und Wärme wandert über den Gradienten. Bei Wind ist der Temperaturunterschied zwischen Ihrer Haut und der Umgebungsluft gleich, aber die Temperatur fällt in einem kürzeren Abstand von Ihrer Haut auf die Umgebungstemperatur ab. Dies erhöht den Temperaturgradienten, sodass Sie bei Wind schneller abkühlen.

Feuchtigkeit spielt auch eine Rolle; Wärmeübertragung ist nicht sehr einfach. Ich denke jedoch, dass dies ausreicht, um zu erklären, warum wir nicht erwarten sollten, dass Wind Sie verbrennt. Sie verbrennen, wenn Sie mit extrem hoher Geschwindigkeit durch die Luft fliegen. Dies geschieht mit Meteoren und anderen astronomischen Objekten, die sich mit Umlaufgeschwindigkeit ( $ \ sim10 ^ 4 \ text {m / s} $) bewegen, wenn sie in die Erdatmosphäre eintreten. Es ist auch relevant für sich schnell bewegende Flugzeuge, die Winde so schnell wie die thermischen Geschwindigkeiten der Moleküle in der Luft erfahren. Ich habe gehört, dass die SR-71 Blackbird, das schnellste Flugzeug, das jemals gebaut wurde, aufgrund der aerodynamischen Erwärmung so stark aufgeheizt wurde, dass sie so gebaut werden musste, dass sie bei niedriger Geschwindigkeit locker war, damit die Teile würde mit Höchstgeschwindigkeit zusammenpassen. Weitere Informationen finden Sie unter "Aerodynamische Heizung".

Ich denke, der SR-71 hat tatsächlich Kraftstoff auf der Landebahn ausgetreten und Kraftstoff unter der Haut zirkuliert, um sich selbst abzukühlen.
Ich dachte, es könnte etwas mit der Geschwindigkeit der Moleküle gegenüber der Windgeschwindigkeit zu tun haben
Ich denke, das ist eine großartige Antwort, aber ich frage den Teil über sich schnell bewegende Objekte wie den SR-71. Ist der Erwärmungseffekt wirklich auf eine hohe Geschwindigkeit im Verhältnis zur Bewegung der Luftmoleküle zurückzuführen? Oder liegt es an der extremen Luftkompression vor dem Objekt (ideales Gasgesetz). Oder sagen diese das Gleiche?
-1
@andyholaday Es ist praktisch dasselbe - die kinetische Energie der Moleküle aus der Luft muss irgendwohin gehen, wenn die Luft an der Oberfläche des Körpers zur Ruhe gebracht wird. Das ist irgendwo in Wärmeenergie (und möglicherweise in chemische oder elektronische Modi). Die Erwärmung der Luft durch Kompression beruht also auf der Umwandlung der kinetischen Energie der Moleküle, die in Wärmeenergie umgewandelt werden.
50 ist 10% von 500, nicht 1%
@Anixx Wie die Antwort besagt, beziehe ich mich auf die Energiedichte, nicht auf die Geschwindigkeit.
@tpg2114 Ein weiterer Grund für das Auftanken war, dass es normalerweise nicht mit vollen Tanks abhob.
@tpg2114 +1 für die korrekte Zuordnung der aerodynamischen Erwärmung ... viele (die meisten?) Menschen glauben fälschlicherweise, dass dies auf Reibung mit der Luft zurückzuführen ist, die im Vergleich zur durch Kompression erzeugten Wärme nur einen geringen Beitrag leistet.
Ich denke, Sie haben die momentane Geschwindigkeit mit der Durchschnittsgeschwindigkeit verwechselt. Im 1. Satz. Ihre chaotische Wärmebewegung beträgt 500 m / s. Wenn Sie die Ableitungsformel verwenden, oder die übliche "(Delta r) / (Delta t)" mit kleinem "Delta t". Der Durchschnitt ist für großes Delta t und dies ist der relativ kleine Wert, den wir wahrnehmen. Ein ähnlicher Effekt wird in einem Leiter beobachtet, wenn ein elektrischer Strom vorliegt. Die durchschnittliche Geschwindigkeit von Elektronen liegt in der Größenordnung von cm pro Sekunde, wenn ich mich richtig (oder langsamer) erinnere, die sogenannte Driftgeschwindigkeit.
Chris Mueller
2014-02-02 05:16:23 UTC
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Die anderen Antworten beantworten Ihre Frage recht gut. Nur als Erinnerung an die Fähigkeit, von einem ausreichend starken Wind verbrannt zu werden, zeigt das Bild unten den Tscheljabinsker Meteor beim Eintritt in die Erdatmosphäre im letzten Jahr über Russland. :)

Chelyabinsk meteor

Das wäre eher eine Reibungssache, oder? Da Luft kondensiert und eine Art Wand bildet.
@Jinx Nicht wirklich. [Aerodynamische Erwärmung] (http://en.wikipedia.org/wiki/Aerodynamic_heating) ist normalerweise (obwohl abhängig von den Bedingungen) auf die adiabatische Erwärmung der Luft vor dem Projektil zurückzuführen, wenn sie in der Strömung komprimiert wird. Um die Art der Erwärmung auf diesem Meteor zu erreichen, benötigen Sie jedoch Überschallwind, der (obwohl nicht unmöglich) auf der Erde nicht wirklich beobachtet wird.
Das ist Schockheizung und hat nichts mit Wind zu tun.
lionelbrits
2014-02-02 02:52:06 UTC
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Wenn Hitze meiner Meinung nach nur viele Partikel sind, die wild werden und ihre Energie auf andere Körper übertragen, warum werde ich dann nicht vom Wind verbrannt?

Ich denke am direktesten Die Antwort auf Ihre Frage lautet, dass Wärme die zufällige Bewegung von Molekülen ist, mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von $ v_ {rms} = \ sqrt {\ frac {3RT} {m}} $, die sich in der Reichweite von Hunderten von Metern / Sekunde, während sich die Luftschicht, die Sie umgibt, nicht ganz zufällig bewegt (es gibt zum Beispiel eine Grenzschicht) und normalerweise nicht so schnell.

Wenn wir daran denken Reibung andererseits denke ich, dass das Problem darin besteht, dass Reibung / Luftwiderstand Sie und die Sie umgebende Luft zwar erwärmt, der Luftstrom Ihnen jedoch auch sehr effizient Wärme entzieht. Abhängig von der Temperatur des Windes Die beiden Effekte heben sich teilweise auf.

Wenn Sie nun anfangen, transsonische Geschwindigkeiten zu erreichen, wird die (adiabatische?) Kompression der Luft vor Ihnen diese erheblich erwärmen (ich glaube, das ist es) warum t Der SR-71 bestand aus Titan. Bei Hyperschallgeschwindigkeiten kann dies zu einem bösen Fall von Plasmifizierung führen.

Aaron Hall
2014-02-02 06:44:28 UTC
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"Kann ich in einem perfekten Szenario vom Wind verbrannt werden?"

Drag-Effekte

Drag-Effekte sind die Hauptquelle für den Effekt, nach dem Sie in Ihrer Hauptfrage suchen.

Es gibt immer einen Wärmeeffekt durch den Windwiderstand, aber in den meisten Fällen ist die Wärmeübertragung ein Nettoverlust für Ihre Haut aufgrund von Feuchtigkeitsverdunstung und einer Lufttemperatur, die unter Ihrer Körpertemperatur liegt.

Siehe auch:

http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_%28physics%29

http://en.wikipedia.org/wiki/Parasitic_drag#Skin_friction

Feuchtigkeitseffekte

Sie erwähnen den Effekt von Feuchtigkeit in der Luft, denken Sie daran Wenn es auf Ihnen kondensiert, wird es Sie erwärmen, da es Energie verliert, die vom gasförmigen in den flüssigen Zustand übergeht, und dies würde selten passieren, es sei denn, Ihre Haut ist sehr trocken und die Luft sehr feucht (heiße und feuchte Tage machen keinen Spaß, oder?) oder es sei denn, Sie sind Dampf ausgesetzt (daher die schrecklicheren Auswirkungen von Dampfverbrennungen gegenüber kochendem Wasserverbrennungen). Es ist besser, Ihren Wind dort zu betrachten, wo das Gleichgewicht zwischen Luftfeuchtigkeit und Hautfeuchtigkeit so ist, dass keine Energie gewonnen oder verloren wird. Da ein stärkerer Wind die Verdunstungsrate erhöhen würde, würde dieses Gleichgewicht abhängig von der Windgeschwindigkeit variieren. Denken Sie also daran, dass Ihre Haut bei höheren Geschwindigkeiten sehr trocken oder die Luft sehr feucht sein muss, um dieses Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.

Siehe auch:

http://en.wikipedia.org/wiki/Enthalpy_of_vaporization

Die Grenzen der Vernunft

Da Endgeschwindigkeit 120 Meilen pro Stunde oder etwa 54 m / s beträgt, ist es unwahrscheinlich, dass Sie jemals einem viel schnelleren relativen Wind ausgesetzt sind, da er Sie aufnimmt und mit sich trägt . Außerdem braucht Ihr Körper Feuchtigkeit, damit Sie leben können. Damit er sehr trocken wird, müssen Sie tot sein. Insgesamt würde ich sagen, dass Sie jemals das Gefühl haben würden, dass eine positive Nettoerwärmung durch Wind sehr selten ist.

Zusammenfassend lässt sich jedoch sagen, dass Sie vom Wind verbrannt werden können.

kleiner Nitpick - 120 Meilen pro Stunde Winde werden wahrscheinlich keinen Erwachsenen aufnehmen. Sie sind schwer zu betreten, aber ein konstanter Wind von 120 Meilen pro Stunde ist in Ordnung. Böen, Tornados usw. sind ein ganz anderer Fischkessel :-)
"Sehr viel schneller" war das Qualifikationsspiel.
ErichBSchulz
2014-02-02 08:21:02 UTC
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Es ist möglich, durch eine Kombination aus sehr warmer Luft (~ 46 ° C oder niedriger) und einem moderaten Lüfter verbrannt zu werden. Menschen, die krank, betrunken oder bewusstlos sind, sind am stärksten gefährdet. Z.B. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003497500013229

Bearbeiten: Weitere Gedanken. Ich benutze diese "Zwangsluftwärmegeräte" jeden Tag bei der Arbeit. Die andere Situation, die mit Verbrennungen verbunden ist, besteht darin, dass der Schlauch, der die warme Luft liefert, mit einem bewusstlosen Patienten in Kontakt kommt. Dies kann zu einer Verbrennung führen - dies ist also eine Leitungsverbrennung, keine Konvektionsverbrennung -, aber die Wärme wird über die Leitung abgegeben. Um dies wieder mit dem OP zu verbinden - wenn ein Heißluftwind eine gut leitende Oberfläche erwärmt, kann der Kontakt mit dieser Oberfläche leichter zu einer Verbrennung führen - effektiv konzentriert diese leitende Oberfläche die Wärme. Auch komprimiertes Gewebe ist anfälliger für Verbrennungen. Wenn also die heiße Oberfläche gegen die Haut gedrückt wird, beschleunigt dies das Brennen, da der Körperteil die Wärme nicht mit erhöhter Durchblutung abführen kann.

Das scheint mir ein Schwindel zu sein. Der [Bair Hugger] (https://www.google.co.uk/search?q=Bair+Hugger&tbm=isch), den Papier zitiert, scheint sich durch Leitung zu erwärmen.
Es ist ein Warmluftventilator - mit einer Seidenpapierdecke, um die Wärme abzuleiten - Verbrennungen wurden verursacht, wenn Leute gerade den Warmluftschlauch unter die Vorhänge geklebt haben - in diesem Fall können Sie die Brandspuren sehen, weil die Decke Löcher hatte, die wenig herauslassen warme Luftstrahlen
Ross T Alba
2017-02-19 10:46:21 UTC
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Wind hat erheblich mehr Energie als ruhige Luft (Moleküle mit etwa 500 m / s). Dazu können wir die Windgeschwindigkeit addieren, dazu kommen die kinetische und thermische Energie, die bei der Gesamtenergie des Windes ankommt. Ein kalter Wind kühlt Sie mit regelmäßigen Geschwindigkeiten ab, denen wir auf der Erde begegnen, indem er die warme Luft nahe Ihrer Haut entfernt ... wir nennen ihn Windchill. Eine heiße Luft, die mit hoher Geschwindigkeit bläst, verbrennt Sie aufgrund des Wärmeaustauschs und der Reibung mit den Luftmolekülen sowie den anderen Partikeln in der Luft, wie Staub, Wasserdampf usw., aber wahrscheinlich fällt Ihre Haut vorher auseinander, wie in einem Staub / Sandsturm. Ein Überschallwind (wie in Überschallflugzeugen oder im freien Fall aus großer Höhe), künstlich hergestellt in einem Testtunnel, verbrennt Sie aufgrund von Reibung und Druckwelle. Wenn Sie in der Lage wären, eine solche Windgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, ist die Realität, dass Sie Körper wird vorher auseinander fallen. In einem anderen Szenario wird die Begegnung mit einem Atombombenwind in der Nähe der Entladung (aufgrund vieler Komponenten davon, wie Strahlung, Hochgeschwindigkeitswind, Luftdruck, EMP ...) oder dem solaren "Wind" Sie nur zum kommenden Königreich pulverisieren :)



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