Würde das Tragen von Kleidung, die innen schwarz und außen weiß ist, Sie kühler halten?

The Straight Dope erklärte, warum Nomaden oft schwarze Kleidung tragen – sie nimmt die Wärme besser vom Körper auf. Andererseits reflektiert weiße Kleidung das Sonnenlicht besser. Ist es möglich, das Beste aus beiden Welten zu bekommen und Kleidung zu tragen, die innen schwarz und außen weiß ist?

Etwas zur Klarstellung: Cooler als was? Ist Weiß und Schwarz cooler als nur Schwarz? Cooler als nackt?
@Endolith: Cooler als entweder reines Schwarz oder reines Weiß zu tragen
Es hängt alles davon ab, ob Sie "cooler" oder "kewler" meinen.
Bei Winterkleidung wird der umgekehrte Trick angewendet.
Der einzige Grund, warum Weiß uns kühl hält, ist, dass es den größten Teil der Strahlung reflektiert. Befindet sich das Weiß auf der Innenseite, wird es keiner Strahlung ausgesetzt und hat somit keinen Einfluss auf die Temperatur, es sei denn, es handelt sich um Baumwolle. Aber in diesem Fall liegt es nur an der Baumwolle und nicht an der Farbe.

Antworten (6)

Die Farbe einer Oberfläche gibt nicht zuverlässig den Emissionsgrad bei nicht sichtbaren Wellenlängen an. Die Farbe im sichtbaren Spektrum ist eher ein Nebeneffekt als alles andere. Die meiste Wärmestrahlung um die Körpertemperatur oder Raumtemperatur herum findet im Infrarotbereich statt, nicht im sichtbaren Bereich, und das wird nicht zuverlässig durch sichtbare Farbe angezeigt:

Bild eines Mannes, der einen Müllsack aus Plastik hält, im sichtbaren Licht und im Infrarotlicht

( Quelle: JPL )

Die sichtbar transparente Brille ist für die Infrarotstrahlung des Körpers undurchlässig, während der sichtbar undurchsichtige Müllsack für Infrarot durchlässig ist. Eine Eigenschaft hat also keine Beziehung zur anderen.

Die Emissionen der Sonne finden hauptsächlich im sichtbaren Bereich statt, weshalb weiße Kleidung Sonnenenergie reflektiert und kühl bleibt, während schwarze Kleidung Sonnenenergie absorbiert und heiß wird:

Spektrum des Sonnenlichts

( Quelle: Benutzer: Drachenflug )

Aber die Wärmestrahlung Ihres Körpers liegt im Infrarotbereich, daher gilt diese Regel nicht für die Innenseite von Kleidung (es sei denn, Ihr Körper ist heiß genug, um sichtbares Licht auszustrahlen, aber dann haben Sie größere Probleme ).

Ihre Grundidee würde jedoch funktionieren, wenn Sie ein Material finden würden, das sichtbares Licht reflektiert, während es Infrarotlicht durchlässt (dieses Material hätte jedoch wahrscheinlich innen und außen die gleichen Eigenschaften und wäre daher auch innen sichtbar weiß).

Zum Beispiel wird weiße Farbe mit einem Absorptionsvermögen von 0,16 angegeben, während sie ein Emissionsvermögen von 0,93 hat. Dies liegt daran, dass der Absorptionsgrad mit Gewichtung für das Sonnenspektrum gemittelt wird, während der Emissionsgrad für die Emission der Farbe selbst bei normalen Umgebungstemperaturen gewichtet wird. ... Die weiße Farbe wird als sehr guter Isolator gegen Sonnenstrahlung dienen, da sie die Sonnenstrahlung sehr stark reflektiert, und obwohl sie daher im Sonnenband schlecht emittiert, wird ihre Temperatur etwa Raumtemperatur haben und emittieren jede Strahlung, die es im Infrarotbereich absorbiert hat, wo sein Emissionskoeffizient hoch ist. − Kirchhoffsches Wärmestrahlungsgesetz

Die NASA verwendet solche Materialien , die sie "selektive Oberflächen" nennen und zur Kühlung des Hubble-Teleskops verwendet werden:

Diese Oberflächen können so gestaltet werden, dass sie die Sonnenstrahlung reflektieren und gleichzeitig die Infrarotemission maximieren, wodurch selbst bei Sonnenlicht ein Kühleffekt erzielt wird. Auf der Erde wurde eine Abkühlung auf -50 °C unter Umgebungstemperatur erreicht, aber im Weltraum, außerhalb der Atmosphäre, hat die Theorie mit idealen Materialien eine maximale Abkühlung auf 40 K vorhergesagt!

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Wikipedia-Artikel über selektive Oberflächen beschreibt den gegenteiligen Effekt: Sonnenlicht durchlassen und Infrarot am Entweichen hindern, um die Energie der Sonne einzufangen.

Also, um an einem Sommertag cool zu bleiben, sollte ich einen weißen Müllsack tragen. :)
@mukunda: Ja, ein weißer Müllsack und sonst nichts. Das macht Sie cool, egal zu welcher Jahreszeit.
@mukunda eigentlich nein, aber ich mag die Optik. Was funktionieren würde, ist Glasfaser. Versuchen Sie es nicht.

Direktes Sonnenlicht, das auf Wanderer in der Wüste fällt, erfordert weiße oder helle Farben.

Die coolsten Sonnenschirme sind weiß, auch Sonnenschirme. Die coolste Kleidung, schwarz oder weiß, ist hell. Der Grund dafür ist, dass bei direkter Sonneneinstrahlung die Energie der Sonne 1200 Watt/Quadratmeter betragen kann und alles auf das Tuch fällt. Weiß reflektiert das sichtbare Licht, das die meiste Energie der Sonne ist, so dass viel weniger absorbiert wird, um die schattigen Tische darunter zu erreichen.

Nomaden

Wüstennomaden aus Cholistan in Punjab kommen zum jährlichen Festival in Channan Pir.

Wie man sieht, ist das dominante Kleid weiß gefärbt. Schwarz ist die Farbe der Trauer und es kann sein, dass einige Frauen sogar in der Sonne schwarz tragen, und aufgrund der menschlichen Tendenz, sich selbst zu schmücken, sieht man gelegentlich helle oder bunte Kleidung, aber Weiß ist vorherrschend. Ich habe bei Google nachgesehen und die Aussage in Ihrem Link, dass Tuareg Schwarz tragen, ist nicht korrekt. Die meisten Fotos sind weiß oder in hellen Farben (ähnliche Argumente). Vielleicht tragen sie nachts schwarz zur Tarnung, wenn sie auf dem Kriegspfad sind?

Auch wallende Gewänder sind zu sehen, keine enge Kleidung, damit die Luft zirkuliert und den schwitzenden Körper durch Konvektion kühlt.

Daher stellt sich die Frage: Würde ein schwarzes (im Infrarotbereich schwarzes, vollständig absorbierendes Infrarotmaterial) Futter in einem weißen Gewand dabei helfen, den Körper zu kühlen, indem Infrarotstrahlung schneller entfernt wird? Meine Vermutung ist ja, aber ich kann nicht erraten, wie viel schneller. Das vom Körper abgestrahlte Infrarot würde besser absorbiert und nach außen übertragen, aber der Hauptmechanismus wäre immer noch die Konvektion.

"Würde ein schwarzes Futter in einem weißen Gewand helfen, den Körper zu kühlen, indem Infrarotstrahlung schneller entfernt wird?" Es gibt keine Möglichkeit, dies zu sagen, da die sichtbare Farbe in keiner Beziehung zur Infrarotreflexion / -transmission / -absorption steht.
@endolith hat klargestellt, was für Schwarz ich erwartet habe.

Da sowohl Absorption als auch Strahlung in gleicher Weise von der Farbe abhängen, würde dies die Energie verringern, die an die Umgebung abgestrahlt wird. Wenn also Strahlung die einzige Möglichkeit wäre, Wärme zu verlieren, würde die Farbe keine Rolle spielen, und auf lange Sicht hätten Sie die gleiche Temperatur wie das einfallende Licht.

Da Nomaden aber nicht im Vakuum leben, gibt es andere Möglichkeiten des Wärmetransports. Welche Farbe am besten ist, hängt davon ab, welche Formen des Energietransports dominieren.

Da ich vermute, dass Sie mehr Wärme an andere Quellen als Strahlung verlieren, während ein großer Teil der einfallenden Wärme vom Licht stammt, könnte es sinnvoll sein, sie außen weiß und innen schwarz zu machen. Aber es gibt erschwerende Faktoren wie Wind, Schweißverdunstung, ...

Das ist völlig falsch.

Da das Äußere in beide Richtungen mit der Strahlung interagiert, würde dies nicht helfen. Aber es gibt etwas, das würde:

Sie müssen Kleidung haben, die im sichtbaren Licht schwarz (vollständig absorbierend) und im thermischen Infrarotbereich weiß (vollständig reflektierend) ist. Diese Farbe heißt Rot (naja, gewissermaßen: wenn man das Spektrum in sichtbare Terme verschiebt).

Könnten Sie dazu eine Quelle angeben?
Wenn Ihre Kleidung sichtbares Licht vollständig absorbiert und Infrarot reflektiert, wäre es meiner Meinung nach schlimmer. Sonnenlicht ist im sichtbaren Spektrum sehr energiereich und der menschliche Körper strahlt nicht wirklich sichtbares Licht aus. Sie würden viel Sonnenlicht absorbieren und Probleme haben, Ihre eigene Wärme abzugeben, da sie zu Ihnen zurückreflektiert würde. Es wäre auch nicht "rot" gefärbt, es wäre schwarz, wenn es sichtbares Licht vollständig absorbieren würde. Die Wechselwirkungen mit Infrarot konnten nicht nachgewiesen werden (daher liegen sie außerhalb des sichtbaren Spektrums).

Wenn die Temperatur in der Kleidung die gleiche ist wie draußen, bringt die Kleidung nichts.

Dies liegt daran, dass weiße Oberflächen Licht schlechter absorbieren, aber auch Infrarotstrahlung schlechter emittieren. Umgekehrt werden dunkle Oberflächen besser adsorbiert, aber auch besser emittiert.

Falls die Außentemperatur höher ist als die Innentemperatur, hilft ein solcher Verschleiß, kühler zu sein, aber noch besser wäre ein Verschleiß, bei dem beide Seiten weiß sind. Wenn Sie in Winternächten Wärme halten möchten, würden Sie die ganz weiße Kleidung bevorzugen, da sie den Temperaturunterschied besser hält.

Umgekehrt, wenn Sie möchten, dass Ihre Temperatur so nah wie möglich an der Umgebung liegt, sollten Sie ganz schwarze Kleidung bevorzugen.

theoretisch ja. Wenn das weiße Kleidungsstück auf der Außenseite undurchsichtig genug ist, wird mehr Sonnenlicht daran gehindert, das innere schwarze Kleidungsstück zu erreichen. Das schwarze Kleidungsstück hilft Ihnen tatsächlich, kühler zu bleiben, wenn Sie beide Kleidungsstücke richtig gemacht haben. Dies liegt daran, dass Schwarz Wärme nicht wirklich absorbiert, sondern sie einfängt, sodass die „kühlere“ Luft sie nicht erwärmen kann. Kalt mit warm gemischt ergibt natürlich HEISS, wie zum Beispiel beim Anzünden eines Feuers. Sie werden feststellen, dass es im Sommer schwieriger ist, ein Feuer zu entfachen als im Spätherbst.

Die Leute werfen das Wort Absorption um sich, als ob sie wüssten, wovon sie reden. Schwarz nimmt niemals Wärme auf, weil es nicht so heiß wird. Es kann, aber aus den gleichen Gründen nicht. Weiß wird die Absorption übernehmen, aber das ist nichts, worüber Sie sich Sorgen machen müssen. Sie möchten, dass das Weiß die Wärme absorbiert, denn nur so kann sie wieder nach außen reflektiert werden. Wie ein Schwamm, der mit Wasser gefüllt ist, nur um das Wasser mit seinem zusätzlichen Gewicht zu reflektieren und schließlich langsam zu spülen. Flüssigkeit ist natürlich langsamer als Licht, was die Zeit erklärt, die der Schwamm braucht, um (von alleine) wieder trocken zu werden. Sie werden feststellen, je heller die Farbe ist, desto weniger dicht ist das Material – wenn es nicht nur die Farbe ist.

Der Grund, warum Sie wahrscheinlich mit einem schwarzen Kleidungsstück außen sterben werden, wenn Sie in 110-Grad-Wüstenhitze laufen, ist, dass die Hitze, auf die die Sonne scheint, Sie nirgendwohin bewegen möchte, außer dort, wo sie auf das Kleidungsstück trifft. Die Synergie aus Ihrer Körperwärme und der eingeschlossenen Sonnenwärme erzeugt also mehr Wärme. Wenn Sie jedoch auf der Außenseite weiß tragen, wird es besser sein, die meisten Sonnenstrahlen zu reflektieren, während das schwarze Kleidungsstück auf der Innenseite Sie zusätzlich vor der Reflexion der Sonnenstrahlen schützt, die durch das weiße Kleidungsstück gelangen. Aus diesem Grund sind die meisten Stromkabel, die vom Telefonmast zu Ihrem Haus verlaufen, mit dickem schwarzem Gummi oder Verbundmaterial ummantelt. Stromkabel mit weißer Gummifarbe zu lackieren hilft tatsächlich dabei, die Kupferverkabelung vor Hitzeschäden zu schützen, so viel ist wahr.