Warum werde ich nicht von einem starken Wind verbrannt?

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?

Schöner Titel und Rahmen der Frage.
Also habe ich dies zunächst als Duplikat von "Warum ist der Temperaturrahmen nicht abhängig?" , aber jetzt bin ich mir nicht mehr so ​​sicher (obwohl ich es immer noch für relevant halte). Über die Menge für Gruppenüberlegungen.
Ich war gerade dabei, eine Antwort zu schreiben, als diese Frage geschlossen wurde. Ich möchte, dass die Frage erneut geöffnet wird, da ich es für äußerst unwahrscheinlich halte, dass das OP die verknüpfte Frage als gleichwertig versteht, und auch, weil meine Antwort einen erheblich anderen Ansatz verfolgt als bei der Beantwortung der verknüpften Frage.
Ich stimme @MarkEichenlaub zu. Ich habe etwas Hintergrundwissen in Physik, aber ich bin Informatiker, daher liefert mir diese Antwort wirklich keine verständliche Antwort.
Hat die Antwort etwas mit der Gaskühlung beim Expandieren zu tun?
Eine interessante Tatsache ist, dass Wind über 40 mph tatsächlich einen negativen Windchill hat.
Für das, was es wert ist, ist das Wasser in der Luft normalerweise gasförmig, nicht flüssig. (Wenn es flüssiges Wasser gibt, ist es als Nebel sichtbar.) Da das Wasser bereits ein Gas ist, kann es nicht verdunsten.
Nun, ich habe heute etwas gelernt: Windbrand ist wirklich nur Sonnenbrand . Sehr seltsam, da sich meine einzige Erfahrung mit Windbrand wie Sonnenbrand anfühlte, aber ohne Blasenbildung oder Abblättern und in sehr kurzer Zeit verheilte.

Antworten (6)

Luftmoleküle ( N 2 und Ö 2 ) haben eine Durchschnittsgeschwindigkeit von ca 500  Frau , etwas variierend je nach Temperatur. Dies bedeutet, dass eine schöne 5  Frau 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 50  Frau , 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 ( 10 4  Frau ), 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.

Ich denke, der SR-71 hat tatsächlich Kraftstoff auf der Landebahn auslaufen lassen und Kraftstoff unter der Haut zirkulieren lassen, um sich selbst zu kühlen.
Ich dachte, es könnte etwas mit der Geschwindigkeit der Moleküle im Vergleich zur Windgeschwindigkeit zu tun haben
Ich denke, das ist eine großartige Antwort, aber ich stelle den Teil über sich schnell bewegende Objekte wie den SR-71 in Frage. Ist der Erwärmungseffekt wirklich auf die hohe Geschwindigkeit relativ zur Bewegung der Luftmoleküle zurückzuführen? Oder liegt es an der extremen Verdichtung der Luft vor dem Objekt (ideales Gasgesetz fällt mir ein). Oder sagen diese irgendwie dasselbe?
@lionelbrits Es leckte so viel Treibstoff, dass es abhob, Überschall flog, um die Haut aufzuheizen, damit sich die Lecks schlossen, und dann aufgetankt werden musste, weil es dabei seine gesamte Treibstoffladung verbrauchte.
@andyholaday Es ist praktisch dasselbe - die kinetische Energie der Moleküle aus der Luft muss irgendwohin gehen, wenn die Luft auf der Oberfläche des Körpers zur Ruhe gebracht wird. Das ist irgendwo in thermischer Energie (und möglicherweise in chemischen oder elektronischen Modi). Die Erwärmung der Luft durch Kompression beruht also auf der Umwandlung der kinetischen Energie der Moleküle, die in thermische Energie umgewandelt werden.
50 sind 10 % von 500, nicht 1 %
@Anixx Wie die Antwort besagt, beziehe ich mich auf die Energiedichte, nicht auf die Geschwindigkeit.
@ tpg2114 Ein weiterer Grund zum Auftanken war, dass es normalerweise nicht mit vollen Tanks abhob.
@ tpg2114 +1 für die korrekte Zuordnung der aerodynamischen Erwärmung ... viele (die meisten?) Menschen glauben fälschlicherweise, dass dies auf die Reibung mit der Luft zurückzuführen ist, die im Vergleich zur durch die Kompression erzeugten Wärme nur einen geringen Beitrag leistet.
Ich glaube, Sie haben die Momentangeschwindigkeit mit der Durchschnittsgeschwindigkeit verwechselt. Im 1. Satz. Ihre chaotische thermische Bewegung beträgt 500 m/s. Wenn Sie die Ableitungsformel verwenden oder die übliche (delta r)/(delta t)mit kleinen delta t. Durchschnitt steht für groß delta tund 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. :)

Tscheljabinsker Meteor

Das wäre eher eine Reibungssache, oder? Da Luft kondensiert und eine Art Wand bildet.
@Jinx Nicht wirklich. Die aerodynamische Erwärmung ist normalerweise (obwohl abhängig von den Bedingungen) auf die adiabatische Erwärmung der Luft vor dem Projektil zurückzuführen, wenn sie in der Strömung komprimiert wird. Um die Art von Erwärmung auf diesem Meteor zu erreichen, benötigen Sie jedoch Überschall-„Wind“, der (obwohl nicht unmöglich) auf der Erde nicht wirklich beobachtet wird.
Das ist Schockheizung und hat nichts mit Wind zu tun.

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 v r m s = 3 R T m 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.

"Kann ich in einem perfekten Szenario vom Wind verbrannt werden?"

Drag-Effekte

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

Feuchtigkeitseffekte

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

Die Grenzen der Vernunft

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.

Kleiner Trottel – Windgeschwindigkeiten von 120 Meilen pro Stunde werden einen Erwachsenen wahrscheinlich nicht mitnehmen. Sie sind schwer zu betreten, aber ein konstanter Wind von 120 Meilen pro Stunde ist in Ordnung. Böen, Tornados usw. sind eine ganz andere Sache :-)
„Sehr viel schneller“ lautete die Qualifikation.

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.

Das erscheint mir falsch. Der Bair Hugger , den das Papier zitiert, sieht aus, als würde er sich durch Wärmeleitung erwärmen.
es ist ein warmluftgebläse - mit einer seidenpapierdecke um die wärme abzuleiten - es sind verbrennungen entstanden, wenn leute den warmluftschlauch einfach unter die vorhänge gesteckt haben - in diesem fall sieht man die brandspuren, weil die decke löcher hatte, die wenig nach außen liefen Strahlen warmer Luft

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 :)