電風扇+礦泉水瓶秒變“制冷神器”，真有科學依據(jù)嗎？

近期，一段“在電風扇上裝礦泉水瓶”的短視頻在網(wǎng)絡上引發(fā)熱議。從視頻中可看到，操作者將幾個礦泉水瓶捆綁在一起，瓶底剪掉，切面對準電風扇出風口，瓶口朝外，表示這樣即可吹出冷風，“不用電，降溫效果還堪比空調(diào)”。這個方法真的行之有效嗎？對此我們邀請了北京師范大學物理與天文學院教授、博士生導師嚴大東，從物理學的角度為公眾進行解讀。

問：自制神器成為空調(diào)“平替”，真的有科學依據(jù)嗎？

答：首先要明確的是，網(wǎng)傳在電風扇上加裝礦泉水瓶代替空調(diào)達到制冷效果的說法是沒有科學依據(jù)的。

總體上講，電風扇輸入了電能，按照能量守恒定律，這只會增加室內(nèi)的總能量，并沒有把熱量帶到室外，因此稱不上是空調(diào)。

一個誤解是，有人認為空氣在瓶中會壓縮，然后在瓶口處擴散出去，可以看成是“絕熱膨脹”，導致溫度降低。造成這一誤解的原因在于在空氣被壓縮的過程中已經(jīng)升溫了，而在瓶口處向外膨脹降溫只是相對于瓶口已經(jīng)升高了的溫度而言，何況這樣的溫度變化很小。

問：塑料瓶中的空氣是怎么流動的？

圖片來源：視頻截圖

答：風自礦泉水瓶底吹入瓶中，由于瓶口較小，風在瓶口處會產(chǎn)生加速，因此，吹出的風流速快?？赡軙腥苏f，根據(jù)伯努利原理，瓶口吹出空氣的壓強變小。而同時空氣被壓縮體積也會變小，這樣根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程溫度會降低。這一觀點混淆了理想氣體方程的適用性，它適用于平衡態(tài)，而由伯努利原理導致的壓強變小不是平衡態(tài)。

綜上所述，由于吹出的風流速快，等效于電扇調(diào)高了風速檔，人體感覺上會涼爽，但溫度并沒有明顯降低。

問：也有人稱，將風扇對著窗外吹，效果比對著室內(nèi)吹更好，這有科學依據(jù)嗎？

答：如果是周圍環(huán)境能夠提供比空氣更低的溫度（比如說住在平房，地面和墻壁的溫度要比空氣溫度低），這樣如果把風向外吹，會使補充進來的氣流過地面和墻壁，從而使溫度有所降低。前提是要做好風扇和窗戶之間的密封，否則熱空氣會很快倒流進來。這一做法等同于在墻上裝一個排風扇，因此沒有太多的實用價值。

問：從物理學角度，請老師推薦大家一些居家降溫小妙招。

答：80年代在浙大讀書期間我住在的宿舍在一層，夏天室內(nèi)溫度高達32攝氏度。曾經(jīng)在書桌上放一盆水，在上面用一個小吊扇對著這盆水吹風（同時拉上窗簾），可使室溫降低2度。

物理學是一門基礎學科，更是現(xiàn)代科學和技術的基礎。我們周圍的客觀世界，小到組成質(zhì)子、中子的夸克，大到整個宇宙都是由物質(zhì)構成的。希望通過科普，可以幫助大家更好地運用物理學知識去理性看待網(wǎng)傳“空調(diào)”的科學原理與實際效果，激發(fā)大家對于未知世界的好奇心和探索精神。

專家：嚴大東 北京師范大學物理與天文學院教授、博士生導師

出品：科普中國X新華網(wǎng)

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