Question:
Pourquoi ne suis-je pas brûlé par un vent fort?
Jinx
2014-02-02 02:25:54 UTC
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Alors je pensais ... Si la chaleur que je ressens est juste un tas de particules qui se déchaînent et transfèrent leur énergie à d'autres corps, pourquoi ne suis-je pas brûlé par le vent?

Quand j'y ai pensé De plus, j'ai compris que le vent transportait généralement de l'humidité, et comme les particules de liquide se déplacent à la même vitesse que le vent, elles sont essentiellement statiques les unes par rapport aux autres, donc aucune énergie n'est transférée entre elles (particules de vent et d'eau). Et si cette eau colle à ma peau et que le vent souffle, elle s'évaporera, prenant ainsi l'énergie de ma peau et me fera sentir froid.

Le fait est, je ne pense pas que ce soit vraiment le cas mais même si si je dessèche le vent d'une manière ou d'une autre, est-ce que ça me brûlera s'il est assez fort? Et les vents peuvent atteindre des vitesses assez élevées (même si je dois admettre que je ne suis pas sûr si elles sont comparables au mouvement des atomes dans les corps chauds, etc.).

Donc. En bout de ligne. Puis-je être brûlé par le vent dans un scénario parfait?

Joli titre et cadrage de la question.
J'ai donc initialement fermé ceci comme un double de [* "Pourquoi le cadre de température n'est-il pas dépendant?" *] (Http://physics.stackexchange.com/q/90343/520), mais maintenant je ne suis pas si sûr ( bien que je pense toujours que c'est pertinent). Au-dessus de la foule pour considération de groupe.
J'étais en train d'écrire une réponse lorsque cette question a été close. Je voudrais que la question soit rouverte parce que je trouve extrêmement improbable que le PO comprendra que la question liée est équivalente, et aussi parce que ma réponse adopte une approche considérablement différente de celle qu'elle ferait en répondant à la question liée.
Je suis d'accord avec @MarkEichenlaub. J'ai une certaine expérience en physique mais je suis informaticien, donc cette réponse ne me fournit pas vraiment de réponse compréhensible.
La réponse a-t-elle quelque chose à voir avec le refroidissement du gaz pendant l'expansion?
Un fait intéressant est que le vent de plus de 40 mph a en fait un refroidissement éolien négatif.
Pour ce que ça vaut, l'eau dans l'air est généralement gazeuse et non liquide. (S'il y a de l'eau liquide, elle sera visible sous forme de brouillard.) Puisque l'eau est déjà un gaz, elle ne peut pas s'évaporer.
Eh bien, j'ai appris quelque chose aujourd'hui: [le coup de vent n'est en réalité qu'un coup de soleil] (http://en.wikipedia.org/wiki/Windburn). Très étrange, car ma seule expérience avec les coups de vent ressemblait à un coup de soleil, mais a guéri sans cloques ni desquamation et en très peu de temps.
Six réponses:
Mark Eichenlaub
2014-02-02 02:55:45 UTC
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Les molécules d'air $ (\ require {mhchem} \ ce {N2 _} $ et $ \ ce {O_2}) $ ont une vitesse moyenne d'environ 500 $ \ text {m / s} $, en variant en fonction de la température. Cela signifie qu'un beau vent à 5 $ \ text {m / s} $ est cent fois plus lent et que l'énergie représentée par le vent est 10 000 fois plus petite que l ' énergie thermique. Par conséquent, le vent n'a pas beaucoup plus d'énergie que l'air calme et ne vous brûlera pas.

Des vents à très grande vitesse, tels que ceux des tornades, des ouragans ou du vent que vous éprouveriez en parachutisme, sont encore seulement autour de 50 $ \ text {m / s} $, de sorte que la densité d'énergie dans le vent ne représente toujours que 1% de la densité d'énergie thermique. De même, la pression dynamique exercée par l'air sur vous serait faible par rapport à la pression atmosphérique homogène, de sorte qu'aucun effet important ne devrait être observé. Ainsi, on ne s'attendrait pas à ce que même des vents violents vous brûlent.

Le transfert de chaleur entre vous et l'air est assez compliqué, et ne dépend pas uniquement de la densité énergétique de l'air. Le vent vous fait généralement vous sentir plus froid, en fait. La chaleur se déplace à travers les gradients de température. L'air juste à côté de votre peau sera à la même température que votre peau, mais l'air à une petite distance sera à la température ambiante. Cela crée un gradient de température et la chaleur se déplace à travers le gradient. Lorsqu'il y a du vent, la différence de température entre votre peau et l'air ambiant est la même, mais la température descend à la température ambiante à une distance plus courte de votre peau. Cela augmente le gradient de température, de sorte que vous vous rafraîchissez plus rapidement avec le vent.

L'humidité joue également un rôle; le transfert de chaleur n'est pas très simple. Cependant, je pense que cela suffit à expliquer pourquoi nous ne devrions pas nous attendre à ce que le vent vous brûle. Vous brûlerez si vous voyagez dans les airs à une vitesse extrêmement élevée. Cela arrive aux météores et autres objets astronomiques se déplaçant à des vitesses orbitales ( $ \ sim10 ^ 4 \ text {m / s} $) lorsqu'ils pénètrent dans l'atmosphère terrestre. Il est également pertinent pour les avions à déplacement rapide, qui subissent des vents aussi rapides que les vitesses thermiques des molécules dans l'air. J'ai entendu dire que le SR-71 Blackbird, l'avion le plus rapide jamais construit, chauffait tellement à cause du chauffage aérodynamique qu'il devait être construit pour être desserré à basse vitesse afin que les pièces s'emboîtent à toute vitesse. Voir "Chauffage aérodynamique" pour en savoir plus.

Je pense que le SR-71 a fait une fuite de carburant sur la piste et a fait circuler du carburant sous la peau pour se refroidir.
Je pensais que cela pourrait avoir quelque chose à voir avec la vitesse des molécules par rapport à la vitesse du vent
Je pense que c'est une excellente réponse, mais je remets en question la partie sur les objets en mouvement rapide comme le SR-71. L'effet de chauffage est-il vraiment dû à une vitesse élevée par rapport au mouvement des molécules d'air? Ou est-ce dû à l'extrême compression de l'air devant l'objet (la loi des gaz parfaits vient à l'esprit). Ou est-ce que c'est en quelque sorte dire la même chose?
@lionelbrits Il a fui tellement de carburant qu'il a décollé, voler en supersonique pour chauffer la peau afin que les fuites se ferment, puis a dû être ravitaillé car il a épuisé toute sa charge de carburant juste en faisant cela.
@andyholaday C'est effectivement la même chose - l'énergie cinétique des molécules de l'air doit aller quelque part lorsque l'air est amené au repos contre la surface du corps. C'est quelque part dans l'énergie thermique (et éventuellement dans des modes chimiques ou électroniques). Ainsi, l'échauffement de l'air de compression est dû à la conversion de l'énergie cinétique des molécules converties en énergie thermique.
50 est 10% de 500, pas 1%
@Anixx Comme l'indique la réponse, je fais référence à la densité d'énergie et non à la vitesse.
@tpg2114, une autre raison pour laquelle il devait faire le plein était qu'il ne décollait normalement pas avec des réservoirs pleins.
@tpg2114 +1 pour attribuer correctement le chauffage aérodynamique ... beaucoup (la plupart?) Des gens croient à tort que c'est dû au frottement avec l'air, qui n'est qu'un facteur mineur par rapport à la chaleur générée par la compression.
Je pense que vous avez confondu la vitesse instantanée avec la vitesse moyenne. Dans la 1ère phrase. Leur mouvement thermique chaotique est de 500 m / s. Lorsque vous utilisez la formule dérivée, ou la formule habituelle `(delta r) / (delta t)` avec un petit `delta t`. La moyenne est pour un grand «delta t» et c'est la valeur relativement faible que nous percevons. Un effet similaire est observé dans un conducteur lorsqu'il y a un courant électrique. La vitesse moyenne des électrons est de l'ordre de cm par seconde si je me souviens bien (ou plus lente), ce qu'on appelle la vitesse de dérive.
Chris Mueller
2014-02-02 05:16:23 UTC
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Les autres réponses répondent assez bien à votre question. Juste pour rappeler la capacité d'être brûlé par un vent suffisamment fort, l'image ci-dessous montre le météore de Tcheliabinsk lors de son entrée dans l'atmosphère terrestre l'année dernière au-dessus de la Russie. :)

Chelyabinsk meteor

Ce serait plus une question de friction, non? Puisque l'air se condense et forme une sorte de mur.
@Jinx Pas vraiment. [L'échauffement aérodynamique] (http://en.wikipedia.org/wiki/Aerodynamic_heating) est généralement (bien que dépendant des conditions) dû à l'échauffement adiabatique de l'air devant le projectile lorsqu'il est comprimé dans l'écoulement. Cependant, pour obtenir le type de chauffage de ce météore, vous avez besoin d'un «vent» supersonique, qui (bien que ce ne soit pas impossible) n'est pas vraiment observé sur Terre.
C'est un échauffement par choc et n'a rien à voir avec les vents.
lionelbrits
2014-02-02 02:52:06 UTC
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Si la chaleur que je ressens n'est que de nombreuses particules qui se déchaînent et transfèrent leur énergie à d'autres corps, pourquoi ne suis-je pas brûlé par le vent?

Je pense que le plus direct la réponse à votre question est que la chaleur est le mouvement aléatoire des molécules, avec des vitesses de l’ordre de $ v_ {rms} = \ sqrt {\ frac {3RT} {m}} $ qui est dans le des centaines de mètres / seconde de portée, alors que la couche d'air qui vous entoure se déplace de manière pas tout à fait aléatoire (il y a une couche limite, par exemple), et généralement pas aussi vite.

Si nous pensons à frottement, d'un autre côté, je pense que le problème est que si le frottement / traînée vous réchauffera et l'air qui vous entoure, le flux d'air est également très efficace pour vous évacuer la chaleur, donc en fonction de la température du vent, les deux effets s'annuleront partiellement.

Maintenant, lorsque vous commencez à atteindre des vitesses transsoniques, la compression (adiabatique?) de l'air devant vous le réchauffe considérablement (je crois que c'est pourquoi t le SR-71 était en titane). À des vitesses hypersoniques, cela peut vous donner un mauvais cas de plasmification.

Aaron Hall
2014-02-02 06:44:28 UTC
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"Puis-je être brûlé par le vent dans un scénario parfait?"

Effets de glissement

Les effets de glissement sont la principale source de l'effet que vous recherchez dans votre question principale.

Il y a toujours un effet de chaleur du vent, mais dans la plupart des cas, le transfert de chaleur est une perte nette pour votre peau en raison de l'évaporation de l'humidité et de la température de l'air inférieure à la température de votre corps.

Voir aussi:

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

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

Effets de l'humidité

Vous évoquez l'effet de l'humidité dans l'air, gardez à l'esprit que la condensation sur vous vous chaufferait car elle perdrait de l'énergie en passant de l'état gazeux à l'état liquide, et cela se produirait rarement, à moins que votre peau ne soit très sèche et l'air très humide (les journées chaudes et humides ne sont pas amusantes, n'est-ce pas?), ou sauf si vous êtes exposé à la vapeur (d'où les effets les plus terribles des brûlures de vapeur par rapport aux brûlures d'eau bouillante.) Il est préférable de considérer votre vent où l'équilibre air-humidité-humidité de la peau est tel qu'aucune énergie n'est gagnée ou perdue. Étant donné qu'un vent plus fort augmenterait le taux d'évaporation, cet équilibre varierait en fonction de la vitesse du vent, alors considérez qu'à des vitesses plus élevées, votre peau devrait être très sèche ou l'air très humide pour maintenir cet équilibre.

Voir aussi:

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

Les limites de la raison

Étant donné que la vitesse terminale est de 120 mi / h, soit environ 54 m / s, il est peu probable que vous soyez exposé à un vent relatif beaucoup plus rapidement que cela, car il vous ramènerait et vous entraînerait avec lui. . De plus, votre corps a besoin d'humidité pour que vous viviez, donc pour qu'il devienne très sec, vous devrez être mort. Dans l'ensemble, je dirais que vous ressentirez un jour un chauffage net positif du vent serait très rare.

Cependant, en conclusion, oui, vous pouvez être brûlé par le vent.

petit nitpick - il est peu probable que les vents de 120 mph captent un adulte. Ils sont difficiles à marcher, mais un vent constant de 120 mph est acceptable. Les rafales, les tornades, etc. sont une tout autre bouilloire de poisson :-)
"Beaucoup plus vite" était le qualificatif.
ErichBSchulz
2014-02-02 08:21:02 UTC
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il est possible d'être brûlé par une combinaison d'air très chaud (~ 46 ° C ou peut-être moins) et d'un ventilateur modéré. Les personnes en mauvaise santé, ivres ou inconscientes sont les plus exposées. Par exemple. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003497500013229

Modifier: plus de réflexions. J'utilise ces appareils de "réchauffement à air forcé" tous les jours au travail. L'autre situation associée aux brûlures est que si le tuyau fournissant l'air chaud est en contact avec un patient inconscient, cela peut entraîner une brûlure - il s'agit donc d'une brûlure par conduction, pas d'une brûlure par convection - mais la chaleur est fournie par conduction. Pour lier cela à l'OP - si un vent d'air chaud chauffe une surface hautement conductrice, le contact avec cette surface peut conduire à une brûlure plus facilement - efficacement cette surface conductrice concentre la chaleur. Les tissus compressés sont également plus vulnérables aux brûlures - donc si la surface chaude est pressée contre la peau, cela accélère la brûlure car la partie du corps est incapable de transporter la chaleur avec une augmentation du flux sanguin.

Cela me semble faux. Le [Bair Hugger] (https://www.google.co.uk/search?q=Bair+Hugger&tbm=isch) que le papier cite a l'air de se réchauffer par conduction.
c'est un ventilateur à air chaud - avec une couverture en papier de soie pour dissiper la chaleur - des brûlures ont été causées lorsque des gens ont juste collé le tuyau d'air chaud sous les rideaux - dans ce cas, vous pouvez voir les marques de brûlure car la couverture avait des trous laissant sortir peu jets d'air chaud
Ross T Alba
2017-02-19 10:46:21 UTC
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Le vent a beaucoup plus d'énergie que l'air calme (molécules à environ 500 m / s). On peut y ajouter la vitesse du vent, plus l'énergie cinétique et thermique pour arriver à l'énergie totale du vent. Un vent froid vous rafraîchira à des vitesses régulières que nous rencontrons sur Terre, en éliminant l'air chaud près de votre peau ... nous l'appelons windchill. Un air chaud soufflé à grande vitesse vous brûlera en raison de l'échange thermique et du frottement avec les molécules d'air ainsi que les autres particules dans l'air, comme la poussière, la vapeur d'eau, etc., mais votre peau s'effondrera probablement avant que cela ne se produise, comme dans un tempête de poussière / sable. Un vent supersonique (comme dans les avions supersoniques ou la chute libre de haute altitude), artificiel fabriqué dans un tunnel d'essai, vous brûlera à cause du frottement et de l'onde de pression, si vous pouviez maintenir une telle vitesse du vent, la réalité est que votre le corps s'effondrera avant cela. Dans un autre scénario, rencontrer un vent de bombe atomique près de la décharge (en raison de nombreux composants de cela, comme le rayonnement, le vent à grande vitesse, la pression atmosphérique, l'EMP ...), ou le «vent» solaire vous pulvérisera juste pour que le royaume vienne :)



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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