Also dachte ich ... Wenn Hitze, die ich spüre, nur aus vielen Teilchen besteht, die wild werden und ihre Energie auf andere Körper übertragen, warum werde ich dann nicht vom Wind verbrannt?
Als ich genauer darüber nachdachte, stellte ich fest, dass Wind normalerweise etwas Feuchtigkeit transportiert, und da sich Flüssigkeitspartikel mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Wind bewegen, sind sie relativ zueinander im Grunde statisch, sodass keine Energie zwischen ihnen übertragen wird (Wind- und Wasserpartikel ). Und wenn dieses Wasser an meiner Haut klebt und Wind weht, verdunstet es und entzieht meiner Haut Energie, wodurch mir kalt wird.
Die Sache ist, ich glaube nicht, dass das wirklich der Fall ist, aber selbst wenn es so ist, wenn ich den Wind irgendwie austrockne, wird er mich verbrennen, wenn er stark genug ist? Und Winde können einige ziemlich hohe Geschwindigkeiten erreichen (obwohl ich zugeben muss, dass ich nicht sicher bin, ob sie mit der Bewegung von Atomen in warmen Körpern usw. vergleichbar sind).
So. Endeffekt. Kann ich in einem perfekten Szenario vom Wind verbrannt werden?
Luftmoleküle und haben eine Durchschnittsgeschwindigkeit von ca , etwas variierend je nach Temperatur. Dies bedeutet, dass eine schöne Wind ist hundertmal langsamer, und die durch Wind dargestellte Energie ist 10.000-mal kleiner als die Wärmeenergie . Daher hat Wind nicht wesentlich mehr Energie als ruhige Luft und wird Sie nicht verbrennen.
Winde mit sehr hoher Geschwindigkeit, wie sie bei Tornados, Hurrikanen oder dem Wind auftreten, den Sie beim Fallschirmspringen erleben würden, gibt es immer noch nur , die Energiedichte im Wind beträgt also immer noch nur 1 % der thermischen Energiedichte. Ebenso wäre der Staudruck, den die Luft auf Sie ausübt, im Vergleich zum homogenen atmosphärischen Druck gering, sodass keine großen Auswirkungen zu beobachten sind. Daher würde man nicht erwarten, dass selbst starke Winde Sie verbrennen.
Die Wärmeübertragung zwischen Ihnen und der Luft ist ziemlich kompliziert und hängt nicht nur von der Energiedichte der Luft ab. Tatsächlich fühlt man sich bei Wind normalerweise kälter. Wärme bewegt sich über Temperaturgradienten. Die Luft direkt neben Ihrer Haut hat die gleiche Temperatur wie Ihre Haut, aber die Luft in geringer Entfernung hat Umgebungstemperatur. Dadurch entsteht ein Temperaturgradient, und Wärme wandert über den Gradienten. Bei Wind ist der Temperaturunterschied zwischen Ihrer Haut und der Umgebungsluft gleich, aber die Temperatur fällt in kürzerer Entfernung von Ihrer Haut auf die Umgebungstemperatur ab. Dadurch erhöht sich der Temperaturgradient, sodass du bei Wind schneller auskühlst.
Auch die Luftfeuchtigkeit spielt eine Rolle; Wärmeübertragung ist nicht ganz einfach. Ich denke jedoch, dass dies ausreicht, um zu erklären, warum wir nicht erwarten sollten, dass Wind Sie verbrennt. Sie verbrennen, wenn Sie mit extrem hoher Geschwindigkeit durch die Luft reisen. Dies geschieht bei Meteoren und anderen astronomischen Objekten, die sich mit Orbitalgeschwindigkeiten bewegen ( ), wenn sie in die Erdatmosphäre eintreten. Es ist auch relevant für sich schnell bewegende Flugzeuge, die Winde erfahren, die so schnell sind wie die thermischen Geschwindigkeiten der Moleküle in der Luft. Ich habe gehört, dass die SR-71 Blackbird , das schnellste Flugzeug, das jemals gebaut wurde, durch die aerodynamische Erwärmung so stark erhitzt wurde, dass sie bei niedriger Geschwindigkeit locker gebaut werden musste, damit die Teile bei Höchstgeschwindigkeit zusammenpassen würden. Siehe „Aerodynamische Heizung“ für mehr.
(delta r)/(delta t)
mit kleinen delta t
. Durchschnitt steht für groß delta t
und das ist der von uns wahrgenommene relativ kleine Wert. Ein ähnlicher Effekt wird in einem Leiter beobachtet, wenn ein elektrischer Strom fließt. Die durchschnittliche Geschwindigkeit von Elektronen liegt in der Größenordnung von cm pro Sekunde, wenn ich mich richtig erinnere (oder langsamer), sie wird als Driftgeschwindigkeit bezeichnet.Die anderen Antworten beantworten Ihre Frage ganz gut. Nur als Erinnerung an die Fähigkeit, von einem ausreichend starken Wind verbrannt zu werden, zeigt das Bild unten den Chelyabinsk-Meteor beim Eintritt in die Erdatmosphäre im vergangenen Jahr über Russland. :)
Wenn Hitze, die ich spüre, nur aus vielen Teilchen besteht, die wild werden und ihre Energie auf andere Körper übertragen, warum werde ich dann nicht vom Wind verbrannt?
Ich denke, die direkteste Antwort auf Ihre Frage ist, dass Wärme die zufällige Bewegung von Molekülen mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von ist Dies liegt im Bereich von Hunderten von Metern pro Sekunde, während sich die Luftschicht um Sie herum nicht ganz zufällig bewegt (es gibt beispielsweise eine Grenzschicht) und normalerweise nicht so schnell.
Wenn wir andererseits an Reibung denken, denke ich, dass das Problem darin besteht, dass Reibung / Luftwiderstand zwar Sie und die Sie umgebende Luft aufheizt, der Luftstrom jedoch auch sehr effizient darin ist, Wärme von Ihnen abzuführen, also abhängig von der Temperatur des Windes heben sich die beiden Effekte teilweise auf.
Wenn Sie nun beginnen, transsonische Geschwindigkeiten zu erreichen, wird die (adiabatische?) Kompression der Luft vor Ihnen diese erheblich erwärmen (ich glaube, das ist der Grund, warum der SR-71 aus Titan hergestellt wurde). Bei Überschallgeschwindigkeit kann dies zu einem schlimmen Fall von Plasmabildung führen.
Drag-Effekte sind die Hauptquelle des Effekts, den Sie in Ihrer Hauptfrage suchen.
Es gibt immer einen Wärmeeffekt durch den Windwiderstand, aber in den meisten Fällen ist die Wärmeübertragung ein Nettoverlust an Ihre Haut, da Feuchtigkeit verdunstet und die Lufttemperatur unter Ihrer Körpertemperatur liegt.
Siehe auch:
http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_%28physics%29
http://en.wikipedia.org/wiki/Parasitic_drag#Skin_friction
Sie erwähnen die Wirkung von Feuchtigkeit in der Luft, denken Sie daran, dass es Sie erhitzen würde, wenn es auf Sie kondensiert, da es Energie verliert, wenn Sie sich vom gasförmigen in den flüssigen Zustand umwandeln, und dies würde selten passieren, es sei denn, Ihre Haut ist sehr trocken und die Luft sehr feucht ( heiße und feuchte Tage machen keinen Spaß, oder?), oder wenn Sie Dampf ausgesetzt sind (daher die schlimmeren Auswirkungen von Dampfverbrennungen im Vergleich zu kochendem Wasser). Der Feuchtigkeitshaushalt ist so, dass weder Energie gewonnen noch verloren geht. Da stärkerer Wind die Verdunstungsrate erhöhen würde, würde dieses Gleichgewicht je nach Windgeschwindigkeit variieren. Bedenken Sie also, dass Ihre Haut bei höheren Geschwindigkeiten sehr trocken oder die Luft sehr feucht sein müsste, um dieses Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.
Siehe auch:
http://en.wikipedia.org/wiki/Enthalpy_of_vaporization
Da die Endgeschwindigkeit 120 mph oder etwa 54 m/s beträgt, ist es unwahrscheinlich, dass Sie jemals viel schnellerem relativen Wind ausgesetzt wären, da er Sie mitnehmen und mitreißen würde. Außerdem braucht Ihr Körper Feuchtigkeit, damit Sie leben können. Um also sehr trocken zu werden, müssten Sie tot sein. Insgesamt würde ich sagen, dass es sehr selten wäre, dass Sie jemals eine positive Erwärmung durch Wind spüren würden.
Aber abschließend, ja, Sie können vom Wind verbrannt werden.
Es ist möglich, durch eine Kombination aus sehr warmer Luft (~ 46 ° C oder vielleicht niedriger) und einem mäßigen Lüfter verbrannt zu werden. Am stärksten gefährdet sind Menschen in schlechter Gesundheit, betrunken oder bewusstlos. Z.B. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003497500013229
Edit: weitere Gedanken. Ich benutze diese "Umlufterwärmungsgeräte" jeden Tag bei der Arbeit. Die andere Situation, die mit Verbrennungen verbunden ist, ist, wenn der Schlauch, der die warme Luft liefert, mit einem bewusstlosen Patienten in Kontakt kommt, kann dies zu einer Verbrennung führen – es handelt sich also um eine Konduktion, nicht um eine Konvektionsverbrennung – aber die Wärme wird über Konduktion abgegeben. Um dies mit dem OP in Verbindung zu bringen - wenn ein heißer Luftwind eine hochleitfähige Oberfläche erhitzt, kann der Kontakt mit dieser Oberfläche leichter zu Verbrennungen führen - effektiv konzentriert diese leitfähige Oberfläche die Wärme. Außerdem ist komprimiertes Gewebe anfälliger für Verbrennungen - wenn also die heiße Oberfläche gegen die Haut gedrückt wird, beschleunigt dies die Verbrennung, da der Körperteil die Wärme nicht mit erhöhtem Blutfluss abführen kann.
Wind hat wesentlich mehr Energie als ruhige Luft (Moleküle mit etwa 500 m/s). Wir können die Windgeschwindigkeit plus die kinetische und thermische Energie hinzufügen, um die Gesamtenergie des Windes zu erhalten. Ein kalter Wind kühlt Sie bei normalen Geschwindigkeiten, denen wir auf der Erde begegnen, ab, indem er die warme Luft nahe an Ihrer Haut entfernt ... wir nennen es Windchill. Heiße Luft, die mit hoher Geschwindigkeit bläst, verbrennt Sie aufgrund des Wärmeaustauschs und der Reibung mit den Luftmolekülen und den anderen Partikeln in der Luft, wie Staub, Wasserdampf usw., aber wahrscheinlich wird Ihre Haut vorher auseinanderfallen, wie in a Staub-/Sandsturm. Ein Überschallwind (wie in Überschallflugzeugen oder freier Fall aus großer Höhe), künstlich erzeugt in einem Testtunnel, wird Sie durch Reibung und die Druckwelle verbrennen, wenn Sie in der Lage wären, eine solche Windgeschwindigkeit auszuhalten, Die Realität ist, dass Ihr Körper vorher auseinanderfallen wird. In einem anderen Szenario wird die Begegnung mit einem Atombombenwind in der Nähe der Entladung (aufgrund vieler Komponenten davon, wie Strahlung, Wind mit hoher Geschwindigkeit, Luftdruck, EMP ...) oder dem Sonnenwind Sie einfach ins Reich der Mitte pulverisieren :)
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen
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