问题

当孩子问「为什么吹出来的气是凉的,而哈出来的气是热的」我该怎么回答?

回答
这真是个好问题!孩子的好奇心常常会让我们发现生活中许多被忽略的有趣现象。关于为什么吹出来的气是凉的,而哈出来的气是热的,这背后其实涉及到几个简单但很巧妙的物理和生理知识。

咱们先来说说吹出来的气为什么感觉是凉的。

当你只是“吹”气的时候,你其实是在利用你嘴唇和舌头制造一个狭窄的通道,让空气快速地通过这个通道被挤出去。想象一下,你手里拿着一个气球,然后突然松开气球的口子,气体是不是会“嗖”地一下喷出来?这跟吹气很像。

这个过程中有一个很重要的物理原理叫做焦耳汤姆逊效应 (JouleThomson effect)。简单来说,当气体从高压区域快速膨胀到低压区域时,它的温度会发生变化。在大多数情况下(尤其是我们呼吸的空气),气体膨胀时,它会消耗一部分自身的能量来克服分子间的吸引力,就像气体在“努力”分开一样。这些被消耗掉的能量就来自它自身的内能,所以温度就下降了。

所以,当你用“吹”的方式,让空气在离开你嘴巴的那一瞬间,突然从你口腔内相对密闭、温度较高的环境,快速地挤压到外面相对开放、温度较低的空气中,这个过程就像气体在“用力”推开外界空气一样,会消耗能量,表现出来的就是一股凉意。特别是当你嘴唇闭得很紧,气流更集中时,这种“凉”的感觉会更明显。

现在,我们再来说说哈出来的气为什么是热的。

哈气,通常是我们在冬天觉得冷的时候,把手放在嘴边哈一下,希望得到一些温暖。这时候,你呼出的气息可就跟“吹”气不太一样了。

首先,哈气的时候,我们往往会张开嘴巴,让空气以一种更“缓和”的方式出来。但更关键的是,这股热气经历了身体内部的“加热”过程。

我们吸进来的空气,虽然在我们身体里会和体温达到平衡,但当我们呼出时,这些空气已经在我们温暖的肺部“浸泡”了。我们的肺就像一个巨大的“空气加热器”,它会把我们吸入的、相对冷一些的空气,加热到接近我们身体的恒定体温(大约是37摄氏度左右)。

所以,当你“哈气”的时候,呼出的不是一开始吸进来的、可能比体温低的空气,而是已经被身体“加工”过的、温暖湿润的空气。这些空气在离开你嘴巴的时候,仍然带着身体内部的热量。

而且,哈气的时候,我们嘴唇和舌头不像吹气那样紧闭,气流相对舒缓,并且嘴巴会稍微张开,所以这种热量能够比较直接地传递到我们感觉到的地方,让我们觉得“热乎乎”的。

对比一下吹气和哈气的区别,你就更容易理解了:

吹气: 像挤压气球一样,空气被快速强制性地通过一个狭窄通道排出,这个过程因为气体膨胀消耗了能量,所以感觉凉。你可以想象成它在“消耗热量”来推开外面的空气。
哈气: 呼出的空气是经过肺部加热的,本身就带着身体的温度,同时气流相对舒缓,没有那种快速膨胀释放能量的过程,所以感觉热。你可以理解成它在“传递热量”。

所以,下次孩子再问起,你可以这样比喻:“吹气的时候,就像你用力把气球里的气放掉,它会‘嘶’地一下冲出来,感觉有点凉凉的,对不对?那是因为气在外面‘玩耍’的时候,把它自己的力气用光了,就没那么热了。而哈气的时候,就像你吸了好多好多的温暖空气在肚子里,然后再慢慢地呼出来,它身上还带着你身体里的暖暖的‘能量’呢,所以你哈出来的气就是热的啦!”

是不是很有趣?生活中的小细节里,藏着这么多学问呢!

网友意见

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本人实验证明。

吹的慢,吹的气还是凉的。哈的快,哈的气还是热的。

吹的气是来自肺部的没有错,但是哈的气来自什么地方?

我的感觉是,呼吸的时候有一个地方给空气加温,让空气进入身体之前就加温了。

因为你用嘴呼吸,就感觉呼吸进的空气是冷的。所以空气在进入口腔之前就应该是已经加热好的。

所以,人的鼻子是应该有加热作用吗?

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