夏天到底穿白衣服涼快，還是黑衣服涼快？答案出乎意料 | 科學DIY_風聞

【本文由公眾號“把科學帶回家”提供，ID：steamforkids】

夏天要穿什麼顏色的衣服才比較涼快？黑的，還是白的？

好吧，支持穿白的人會説，白色反射白光，白光實際上就是所有可見光的綜合，所以穿白色可以反射所有光線，這樣不是涼快嗎？

當然，也有人是黑衣服派的。 

這些人拿出的是經過幾千年考驗的實證證據——在北非那麼熱的沙漠地區，住在那裏的貝都因人就喜歡穿黑衣服，他們總不會為難自己吧。

約旦瓦地倫沙漠的貝都因人

@Victoria Thorsen

還有，寒冷地區的人和動物通常顏色較淺，而炎熱的赤道地區的人的皮膚卻更黑，這難道不是對當地氣温的一種適應嗎？ 

再説，太空裏這麼冷，宇航員的宇航服卻是白色的，這也能説明白衣服不一定涼快吧。

兩邊好像各自都有道理。這個問題到底點解？

關鍵概念

熱輻射，煙囱效應

材料和操作

一個凸透鏡（放大鏡）

不同顏色的氣球（最好包括白色和黑色的）

實驗操作很簡單，先把不同顏色的氣球吹起來，然後用放大鏡對着它們照射，光點要控制得比較小，因為那是凸透鏡焦點所在。

你會觀察到這樣的現象——

@Steve Sprangler

黑色的氣球很快就炸了，白色的卻不容易炸。

原理

氣球通常是用乳膠、橡膠等材料製作的。這些材料是一些長鏈的聚合物，可以拉伸。但是在加熱的情況下，這些材料會收縮（你可以用火烤一下橡皮筋，看看橡皮筋是不是皺起來了），如果是吹鼓的氣球，那麼就會因此破掉。

（如果你想深入瞭解加熱為什麼會使材料收縮，實際上拉伸後，聚合物材料變得更為有序，熵降低；反之，皺起來的聚合物的熵更高。）

被太陽烤了以後，誰先破，那麼誰的加熱速度就更快。黑色的氣球很快就炸了，白色的卻不容易炸。顯然，這説明黑色的材料容易吸熱。

美國東南路易斯安那大學的美國物理學副教授 Rhett Allain 也做了一個類似的實驗。他用紅外攝像機拍攝了不同顏色的T恤在陽光下的紅外輻射情況。

不同顏色的T恤在紅外攝像機下的温度。顏色越白，温度越高。

@Rhett Allain

先介紹一下紅外攝像機的原理。

所有物體都會散發光，或者説電磁輻射。一些特別熱的物體，比如白織燈散發出來的電磁輻射正好落入可見光的範圍，因此可以被人的肉眼發覺。

但是大多數物體發射出的電磁輻射在可見光範圍之外，而能落入紅外線的區域，因此無法被人眼看到，但能被紅外攝像機捕捉。紅外攝像機能夠檢測紅外輻射的強度，進而推算出物體的温度。

那麼，把不同顏色的T恤掛在太陽下，黑T恤和白T恤誰更熱呢？

根據紅外攝像機測算，黑T恤的温度是55攝氏度，白T恤的温度是44攝氏度，兩者差了11攝氏度。這説明黑色更容易吸熱，這和我們剛才做的實驗結果一致。

所以問題是不是解決了，為了讓接觸衣服的皮膚感覺不熱，應該穿白色的比較好，對嗎？

圖片右邊黑色的東西是聚酯薄膜，它在紅外攝像機下的温度極低。

@Rhett Allain

且慢，如果要看温度，聚酯薄膜在紅外攝像機下温度極低。這種材料，看起來非常涼快啊，所以為什麼我們夏天不用聚酯薄膜做衣服呢？

聚酯薄膜

而且，白色雖然不容易吸熱，能夠發射太陽的熱量，可是白色還會反射來自身體的熱輻射呀。穿着白色的衣服，身體的熱量可能更不容易散發出去。

到底應該穿白還是穿黑這事兒也是科學家關心的話題。早在1980年，以色列特拉維夫大學的研究者就在《自然》上發表文章，深入探討了穿白還是穿黑的問題。

他們找到的答案令人出乎意料。

這些研究者在死海附近的沙漠以及48攝氏度的實驗室裏對比了貝都因人的黑衣服、同樣材質的白衣服、軍用服裝，以及短袖短褲。

以色列特拉維夫大學的研究者發現，雖然貝都因人的黑色長褂表面温度比同款的白色長褂高6攝氏度，但衣服下面的空氣温度，以及體表温度沒有差別。

@DOI: 10.1038/283373a0

結果呢，黑衣服淨吸收的熱輻射熱量是白衣服的3倍。在48攝氏度的室温下，黑衣服表面的温度的確比白衣服要高6攝氏度。但是兩種顏色的衣服下面的空氣温度差不多，都是38攝氏度，而人體體表温度均為33攝氏度。

另外，雖然黑衣服的確更容易吸收熱量，但是穿黑衣服的人的各項熱指標，比如蒸發散熱、熱儲存、代謝產熱並不比白衣服的人高。

也就是説，雖然黑衣服表面温度比白衣服高很多，但是穿着它們並不會讓人覺得更炎熱。

這可以由煙囱效應（chimney effect）解釋——衣服和皮膚之間就像一個煙囱，黑色的衣服有助於這個煙囱裏的氣流上升，幫助身體降温。

因此，這些研究人員認為，穿白穿黑在沙漠地區的體感温度差不多，但是因為穿黑更為透氣（黑衣服的對流更好），因此在沙漠地區穿黑更舒適。

最後，在這個研究比較的四種服裝裏，短袖短褲是最不適合沙漠的服裝，穿短袖短褲的人體淨吸收的熱量比黑衣服和白衣服要多30%。這就是沒有沙漠居民穿短褂的原因。

這些以色列科學家還指出，不但貝都因人喜歡穿黑衣服，連他們的羊都常常是黑色的。原來，和黑毛相比，牛羊還有鴿子的白色毛髮能夠讓更多短波輻射到達皮膚，因此白色的鴿子和牛羊的皮膚實際上吸收了更多的熱量。

通過這些實驗我們可以得到一個結論，在炎熱而乾燥的地方，如果你穿的衣服比較貼身，而且是短款，建議選擇白色；如果你的衣服又長又寬鬆，類似於貝都因人的服裝，那麼建議選擇黑色的衣服，那樣走路帶風，比較透氣。

不過，如果你所在地區悶熱潮濕，衣服容易貼在身體上，當然要選淺色的才不熱咯。

什麼？你説不穿比較涼快？小聲提醒一句，濟南、天津等地已經開始用罰款的手段整治“北京比基尼”——光膀子露肚子的行為了哦。