题目

[问答题，简答题] 冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？

题目解答

答案

假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时）。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷一些。讨论：读者应注意的是人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小而不是温度的高低，即当人体散热量低时感到热，散热量高时感到冷，经验告诉我们，当人的皮肤散热热流为58W/㎡时感到热，为232W/㎡时感到舒服，为696W/㎡时感到凉快，而大于为928W/㎡时感到冷。

解析

考查要点：本题主要考查对流换热的基本概念及其在实际生活中的应用，需要理解自然对流与强制对流的区别，以及它们对散热效率的影响。

解题核心思路：
人体的散热主要通过对流换热实现。在无风时，空气流动缓慢（自然对流），散热效率较低；而有风时，空气流速加快（强制对流），散热效率显著提高。因此，单位时间内散热量更多，人会感觉更冷。

破题关键点：

明确区分自然对流与强制对流的定义。
理解对流换热强度与流速的关系。
结合人体散热的实际情况，将物理原理与生活现象联系起来。

自然对流与强制对流的对比：

自然对流：由流体温度差异引起的密度变化驱动流动（如静风中空气缓慢上升）。
强制对流：由外力（如风）驱动流体快速流动。

换热强度差异：
强制对流的流速远高于自然对流，导致对流换热系数更大，单位时间内带走的热量更多。例如：

当空气流速为静止时，换热系数较低；
风速增大时，换热系数显著提高，散热加快。

人体感受的关联：
人体散热量与外界环境的温差和换热系数直接相关。在相同室外温度下，有风时因换热系数大，散热量更多，故感觉更冷。