知冷知热

l.J.f. ( Jo) Hermans,Leiden University • The Netherlands •
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即使天很冷，一点阳光便会使你感觉好多了。人们常常这样说，“天气预报说，气温15度，但是，阳光里至少25度“，这样的话中包含了一些热平衡的正确思想，但是，严格来讲是没有意义的。没有什么东西是”阳光里的温度“你怎么来测量它？不同的温度计由于其构造、光学性质等的不同，会给出不同的读数。气温唯一确定的定义是从空气中分子的平均动能来得到：½m = 3⁄2 kT.辐射与之无关。
直接测量分子的动能可不是易事。因此我们要用一个间接的方法：温度计。它很方便，但不总是可靠的。问题在于空气的热导率很低。这使得空气与温度计的热接触很差。因此，辐射很难被抑制。如果温度计在阳光里，用它做的测量便不准确。即使在阴影中，间接辐射也会使温度计产生小的偏差。所以，气象学家测量气温有一套严格的规则：温度计要放在一个通风性好的漆成白色的外套中，放在地面之上1.5米高处，等等。仔细想想，准确测量气温还真算是奇迹。
风是理解温度的另一迷惑之源。显而易见，如果风吹过我们的身体（或者，任何一个被周围环境加热的物体），热传导导致热损失将增加。原因是空气的绝缘层----一般情况下只有几个毫米厚-----由于风吹会变薄。这个效应就好像是气温降低。这一表面上看来气温降低被称为“风寒”。尽管这是一个广为人知的概念，许多人不了解其内在的涵义。比如，有些记者常根据(风寒表)wind chill table得出这样的结论，汽车散热器上的水会在0度以上结冰，如果有风吹着…..
仔细想来，风寒是一个定义不清楚的概念。一方面，它依赖于我们穿的衣服。比如，在无限绝热的极限情况下，风对我们毫无影响，这样，风寒便变得没有意义了。可以这么说，如果风速达到无限时，风对我们感觉的“气温”的修正会趋近一个极限值。对于赤裸的皮肤，随着风速趋于无限，最终我们的皮肤会觉得气温和热损失只受我们体内热传导限制。如果皮肤外面都冻上了，这不是什么令人吃惊的结果。太阳和风都使得气温的概念有点令人感到困惑。幸亏动理学理论给物理学家提供了一个可靠的定义。