風扇加礦泉水瓶就是空調?你被騙了!
“朦朦,風扇加礦泉水瓶,又重出江湖了”。最近幾天我不斷收到私信,讓我聊聊人民日報短視頻賬號幾天前發的這個視頻,內容是電風扇前加幾個去掉底的瓶子,就秒變空調,吹冷氣了。

熱力學原理以及能量守恒。哇,這么神奇嗎?

其實這也不是新鮮事兒了,近十年,風扇+礦泉水瓶的帖子就時不時出現,按也按不沒,有網友親切地叫它,月X帖,也有不少up做過實驗和分析,各有不同的角度,咱不去評論。

今天我來說說我的理解。回到視頻,少年說的能量守恒及熱力學原理,指的應該就是伯努利定律及絕熱膨脹。把這句話展開說就是:流體流過瓶子,根據流量守恒,瓶口處流速會比瓶身處快,然后根據能量守恒或者說伯努利原理,如果瓶口處流速比瓶身處大,則瓶口處壓強就比瓶身處小,那么氣體從高壓到低壓,近似為絕熱膨脹,氣體溫度便降低。

很合理啊!再用流體仿真軟件AICFD計算一下,讓氣體以風扇常規風速5m/s流過瓶子,計算后,瓶口溫度確實降了1.1度。更合理啦!


感覺出哪里不對了嗎?風扇以5m/s吹風,按以上理論稍加計算就能得出,瓶口流速應該是38m/s,但實際5m/s。


瓶口風速并不是理論計算值,那么以此為基礎的推演便傾覆了。

真相是什么呢?
我們在推理中一廂情愿的認為,風扇吹出的風是5m/s,那么風就要以5m/s灌進瓶子,然后在此基礎上進入收縮流道加速,但卻忽略了重要的一點:氣體流進瓶子,流動受阻,首先會直接大幅度減速。

我們看一下把周圍環境加上后重新仿真的結果,瓶子中的氣基本都快靜止了。實測一下,瓶子中的氣基本都快靜止了!


熱力學中有個概念:滯止溫度,意思是氣體由流動到靜止,動能轉化為內能,溫度會升高。所以你單看瓶子這段,確實流速變大,溫度降低,基本是那個視頻中的解釋,但,你放大視野,氣流灌進瓶身的過程,已經先經歷了流速減小,溫度升高。所以溫度是先升再降的。


具體是怎樣的量級,大家看一些計算結果,環境溫度27度,
風速5m/s時,速度是先降到0.8,再升到5.3;溫度是先升到27.01,再降到26.998。
如果你覺得這么小的變化,是不是仿真誤差,那么加大風速后也算了2組做對比。
風速30m/s時,速度是先降到4.9,再升到32;溫度是先升到27.45,再降到26.93。
風速130m/s時,速度是先降到22.5,再升到147;溫度是先升到36.1,再降到25.3。
整體趨勢是一致的,仿真結果具有一定參考價值,你看,在風扇這個速度下,瓶口溫度只下降0.002度,可以說是沒有任何變化的。

關于這個裝置也有人解釋,溫度雖然沒有低,但他覺得瓶口局部風速大了,促進皮膚表面蒸發吸熱也會感覺更涼快的,但從咱們的計算你知道的,風速也基本沒有大。所以無論從任何角度分析,它都沒有理由讓人感覺更涼快。

那為什么評論區就是有人說這樣做真的感覺涼快了呢。我想,原因大抵是這樣的:炎炎夏日,你趴地上辛辛苦苦制作了半個小時,熱得滿頭大汗。裝好之后,打開風扇的一剎那……忙活了半小時終于能吹風扇了,滿臉的汗液頃刻間愉快的蒸發,你覺得仿佛半輩子的付出都有了回報,你的身體和心理在風從瓶口流出的那一剎那同時達到了的滿足!你的大腦控制不住地告訴你自己:好涼快!真的降溫了!

本期就到這啦,沒做的,還不趕緊整一個,歡迎點贊轉發,下期見!
太有用了,給我媽也做一個,必須在相親相愛一家人里傳下去!
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