臺灣國際科展

吹氣致冷現象的機制探討

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2020年
科別
物理與天文學
得獎情形
三等獎
學校名稱
國立臺南第一高級中學
指導老師
劉演文
作者
史奇樂;吳欣俞;霍民邦
關鍵字
絕熱膨脹、蒸發降溫、氣流引入

摘要或動機

人們在日常生活中總會察覺,當以嘴巴對著皮膚快速吹氣時,皮膚表面會覺涼涼的;但若是張口緩緩哈氣,則皮膚表面卻會感覺溫熱。為了量化這個現象的成因,作者先以口腔實際吹氣來進行初步的測量與研究,接著以自製器材模擬口腔吹氣的情況來操作實驗。我們探討了吹氣時不同的出口風速、不同的口腔氣溫及環境溫度的條件之下,目標物表面的溫度變化。這個現象會涉及氣體的膨脹降溫,以及氣流抵達目標物之前與環境中空氣的混合效應;最後還測量了吹氣時目標物上含水量減少的蒸發降溫幅度。本實驗提供了大量的實驗數據,明確且定量的證明了上述吹氣致冷的主要成因就是「氣流引入」效應,當口腔與手心相距10公分快速吹氣時,抵達手心的氣體中約有95%是環境中原本的空氣,所以皮膚才會感覺冰涼,而「絕熱膨脹」及「蒸發降溫」的影響則都比預期中小了很多。


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