警告警告，夏天下車時要帶上寶寶和寵物，否則……_風聞
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2020-07-05 18:23
週末小編閒來無事，想去超市轉轉，可是路上車拋錨了，空調也打不開（你説這不是巧了嗎？），朋友去找修車的人，留下小編一個人看車。
陽光下車內的温度開始激增，而且隨着時間的推移，體感温度比在外面都高了，甚至不是體感温度，而是實際温度也已經比外面高了。小編實在扛不住只好下車。正好小編有想到上週粉絲在後台問了個差不多的問題：
小編當時就想，這不是很正常嗎？這不就……就是這樣然後那樣嘛？聽懂了嘛？
聽懂的過來給小編講一下吧，謝謝了。等小編安全回到空調房，再來想想怎麼回答這個問題。
小編回到空調房了。如果想弄明白這個問題，我們首先應該知道什麼是熱（力學第二定律）？
什麼是熱（力學第二定律）？
What is heat ?
在夏天説到“熱”就很容易讓人暴躁，在感覺上，人們一般認定“熱”是能帶來温暖的東西（這裏暗含了一般要比自己温度高的東西）。其實，熱能是由原子、分子等微小粒子無規則運動造成的結果。
此外，人體的體感温度一般又與實際温度不太一樣。因為體感温度與太陽輻射、相對濕度和風力等因素有關。
當夏天直面太陽的時候，就會感覺很熱，而在陰涼下就會好很多；人體散熱的一個主要方式是汗液蒸發，濕度越大，越難以蒸發，夏天就會覺得更熱，而冬天較高的濕度又會帶走更多熱量，就會感覺很冷；風力與濕度的影響類似，一般風力越大，人體熱量越容易被帶走，這就是夏天感覺涼爽冬天感到寒冷的原因。
體感温度與相對濕度和温度的關係 圖源：中國天氣網
那麼上面問題中熱力學第二定律是什麼呢？熱力學第二定律有很多表述，克勞修斯表述為：不可能把熱從低温物體傳到高温物體而不引起其它變化。
熱傳導的不可逆性
開爾文表述為：不可能從單一熱源取出熱使之完全變為功，而不發生其它的變化。
不可能製造第二類永動機
那麼我們回到汽車問題上來，車內温度為什麼會更高呢？有沒有違反熱力學第二定律呢？
車上為什麼會更熱？
Why is it hotter in the car?
太陽輻射透過車窗被汽車表面和車內物體吸收，汽車吸收能量從而温度上升。我們知道每個物體都會發射一定波長的輻射，車內物體也不例外，受熱升温後也在持續發射更多的紅外線。可是車內空氣中的水蒸氣和二氧化碳又可以重新吸收這些能量，而且車內的空氣無法與外界對流散熱，就會一直升温直到整體散熱與吸熱達到平衡為止 [1]。
而車內比車外温度高這種現象，其實也是一種温室效應（與地球温室效應類似），是車吸收太陽輻射被加熱，放出紅外線繼續加熱鎖在車內不流通的空氣，從而使得車內温度比室外温度更高，所以這不違背熱力學第二定律。
車內温度變化情況 來源：美國氣象局
作為一個精通各種搜索引擎的小編，竟然還查到了相關的論文……沒錯，就是説有部分研究人員把這個作為一個課題來研究的。
論文[2]中介紹現代車輛中大部分都配有加熱、通風和空調系統來保證車輛運行期間駕駛艙內的舒適性和空氣質量。如果汽車停放並且電機關閉，此時不進行通風與加熱冷卻操作，停放的車輛內部温度將會上升，特別當車輛受到太陽直射時，車內温度上升速度會更快。文中詳細介紹了他們用於模擬車內温度的動態模型，而且給出了對寵物和兒童的危險性評測，模型比較複雜，這裏就不過多介紹了。
可能是在研究的人員
而且斯坦福大學醫學院的研究人員實地調查了22-35℃晴天狀況下，一輛停着的汽車內部温度上升的速度，他們發現：即使環境温度不高，密閉的汽車內温度也會有很大的提升，同時發現提升最快的時間是前三十分鐘[3]。
這時可能有人就會問小編了，“小編小編，車內温度能不能定量呢？比如我現在知道室外的温度，我是否可以大致估算車內的温度呢？”
小編想了想，這……是不是有點為難我了。不過小編一陣蒐集之後，還真找到了一個寶藏網站：Good Calculators（點擊或者查看參考文獻部分就可以進入），它的界面是下面這個樣子的：
車內温度計算器 [4]
第一行選擇温度的單位（攝氏度或者華氏度），第二行選擇此時室外温度，第三行是已經在室外停留的時間（分鐘），然後點擊Calculate就可以計算此時車內的温度，我選擇室外温度35攝氏度，僅僅停留30分鐘，車內温度就已經達到驚人的53.89攝氏度了，不過這是估算值，汽車的不同位置也會影響實際温度。如下圖所示，不同位置就會有不同的温度：
陽光直射下與陰影下停放一小時後車不同位置的温度 圖源[5]
如何降温？
How to cool down?
車內温度升高其實是有很大危險性的。如果有兒童或者寵物在車內無人看管，很容易發生危險，比如會中暑，而且對温度敏感的貨物（比如救護車中的藥品等）也可能會產生很大的影響，甚至車內塗層、電子產品等設施也可能會造成不同程度的損傷。
那麼我們應該如何保持車內温度處於合理舒適的水平呢？
我們就要從傳遞熱能的三種方式中找到相應的方法。三種方法分別是通過空氣對流形成氣流的循環降温；使用更低温度的物體來傳導高温物體的熱量（比如洗車？）；通過熱輻射來降温，不過目前的情況就是由熱輻射造成的，所以小編目前還沒有找到合適的方法使用輻射給車降温。
熱傳導與熱輻射
不過找到了一個駕駛和運輸方面的專家Darren Cottingham，他告訴了一些方法可以避免車內過熱：
1.開一點車窗，讓車內空氣與車外發生對流，但是這時還是不建議把兒童或者寵物單獨放在車內哦
2.停在樹蔭下
3.使用可以反射陽光的玻璃窗
4.購買淺色的汽車，可以有效的反射熱量
5.打開車內天窗（最好可以確定當時不下雨或者周圍安全）[6]
6.等太陽落下（小編補充）
總之，夏天開車出門，小編建議大家最好不要讓車在陽光下暴曬，尤其尤其要記得下車後帶上車內的兒童和寵物，要保護好自己的家人和寵物鴨！！！
而像小編這樣的，從不在大熱天出門的就不會出現這種問題了。emmm，這一期線上科學日就到這裏了，如果有什麼想問的問題，可以後台留言告訴小編哦，我們下期再見！
補充公式：
攝氏温度（C）與華氏温度（F）變換關係
參考文獻：
[2] Horak, J., Schmerold, I., Wimmer, K. et al. Cabin air temperature of parked vehicles in summer conditions: life-threatening environment for children and pets calculated by a dynamic model. Theor Appl Climatol 130, 107–118 (2017).
[3] Parked cars get dangerously hot, even on cool days, Stanford study finds-Stanford Medicine
[4] Good Calculators
[5] How long does it take a parked car to reach deadly hot temperatures?-livescience
[6] What temperature can it reach inside your car in summer?-driverknowledgetests