¿Hay una temperatura a la que el viento nos calienta en lugar de enfriarnos?

Realmente depende del clima en el que se encuentre. Algunas de las respuestas dadas hasta ahora afectan a la conductividad térmica, pero quería entrar en un poco más de detalle sobre cómo sentir calor o frío antes de hablar sobre el calentamiento. La forma en que sentimos calor o frío es a través del flujo de calor relativo .

Primero definamos un flujo de calor. Un flujo de calor es la velocidad a la que la energía se transporta a través de un área unitaria. LA LEY DE FOURIER es una forma en que podemos caracterizar dicho flujo de calor y dice que el flujo de calor es proporcional al negativo del gradiente de temperatura (es decir, el calor fluye de caliente a frío). Sin embargo, existen otras tres formas en las que generalmente vemos un flujo de calor hacia o desde el cuerpo, a saber, la radiación (calor del sol), la evaporación (del sudor en general) o la convección (soplar aire).

Por pariente, me refiero a una temperatura en la que te sientas cómodo. Aunque el mecanismo exacto por el cual sentimos que la temperatura no se comprende bien, en general, cuando decimos que algo se siente caliente o frío, estamos comentando el flujo de calor en relación con nuestra zona de confort. Si sentimos que el flujo de calor que sale de nuestro cuerpo es mayor que la velocidad a la que estamos generando calor dentro de nuestro cuerpo, a menudo sentimos frío. Un ejemplo de esto es tocar una gran pieza de metal u otro cuerpo con una alta conductividad térmica en la que sentiríamos frío aunque el objeto esté a la misma temperatura que el aire. Además, 80 grados pueden parecer calientes en el aire donde no podemos conducir el calor lejos de nuestros cuerpos, pero el agua a 80 grados a menudo es fresca y refrescante.

Entonces hablemos de lo que sucede cuando soplas aire caliente sobre ti mismo.

Si el aire tiene poca humedad , el aire caliente se evaporará del sudor y te refrescará. La evaporación es uno de los modos más efectivos de transferencia de calor y en climas secos lo enfriará incluso con viento muy cálido. Si el aire está en una humedad más alta, no sentirá los efectos de la evaporación tanto porque el aire está mucho más saturado con agua. También hay otros efectos del aire seco. El aire seco generalmente es más transparente a la radiación térmica del sol, por lo que el sol se siente como si estuviera más caliente. Si visita un desierto con calor seco, encontrará alivio inmediato del calor al simplemente ir a la sombra mientras está en un clima húmedo, la sombra proporciona muy poco alivio.

Si ignoramos la evaporación ya sea porque el aire es húmedo o porque no estamos sudando, entonces cuando sopla el aire caliente, la convección es ahora el modo dominante de transferencia de calor fuera de nuestros cuerpos. El flujo de calor por convección depende de varias cosas diferentes, incluida la velocidad del aire así como la temperatura del aire, por lo que una brisa muy débil que puede ser de 85 o 90 grados se sentirá bastante cálida, mientras que una brisa rígida a la misma temperatura puede sentirse mucho más fresco ya que la temperatura es aún más baja que la temperatura interna de nuestro cuerpo de 98 grados.

Así que volviendo a la formulación original de la pregunta, ¿hay una temperatura a la que nos calentemos? Sí, por supuesto, pero hay un balance de flujos dentro y fuera de nuestro cuerpo. Si los flujos son iguales, entonces no calentamos ni enfriamos. Para el calor neto en nuestros cuerpos, nuestro cuerpo produce calor y también la radiación del sol nos calienta. Dependiendo de si la temperatura es más alta que la temperatura de nuestro cuerpo, también es posible que la convección nos caliente. Entonces, si todas estas cosas están funcionando en contra de nosotros, ¿cómo nos calmamos? Evaporación.

El sudor realmente es una solución evolutiva genial para mantenerse fresco incluso bajo esfuerzos extremos durante altas temperaturas. El flujo de calor de la evaporación está relacionado con el calor latente del agua (que es bastante alto para un líquido), con la humedad en el aire y con la velocidad del viento (los vientos más altos aumentan la evaporación por una variedad de razones). Entonces, en el aire muy seco, aún podemos mantener una temperatura interna constante a pesar de temperaturas externas más altas. La temperatura de esto depende de la persona. Esta es también la razón por la que tenemos un “índice de calor” para que podamos realmente juzgar la temperatura por la sensación de calor y, por lo tanto, qué tan bien nuestros cuerpos podrán mantener una temperatura más baja. A cierta temperatura, el sudor ya no podrá enfriarnos lo suficiente y podemos sufrir un golpe de calor.

EDITAR – Y como mencionó un comentarista, hay algunas situaciones en las que un cuerpo se encontrará físicamente incapaz de sudar (tal vez por deshidratación). En estos casos, usted está en un gran problema si la temperatura está cerca de la temperatura de su cuerpo. La única forma de aumentar el flujo de calor que sale de su cuerpo en ausencia de sudor es simplemente elevar la temperatura interna hasta que el flujo equilibre la energía que está generando.

Como residente de 30 años en el área metropolitana de Phoenix, tengo una visión muy práctica de esta pregunta. Poco después de mudarme a Phoenix, se hizo muy obvio que sacar mi brazo por la ventanilla del auto en un día muy caluroso y seco no lo enfrió. De hecho, la brisa lo hizo mucho más caliente que el brazo dentro del auto (Este fue un experimento divertido que haría con mis hijos. Apagábamos el aire acondicionado, abríamos las ventanas del auto para igualar la temperatura dentro / fuera del auto, y conduzco de 20 a 30 millas por hora por el vecindario hasta la tienda con mi brazo fuera de la ventana. Nos apresurábamos en el ambiente de aire acondicionado de la tienda donde los niños podían sentir fácilmente la diferencia de temperatura entre mis dos brazos.)

En un viento de baja humedad y alta temperatura (> 20% y más de 10 a 20 mph), el mecanismo de transpiración se abruma y produce muy poco efecto de enfriamiento. No puede formar sudor en la piel antes de que la humedad se evapore rápidamente. (En el calor AZ, puede estar afuera en un día ventoso y nunca desarrollar sudor húmedo en su piel. Sin embargo, cuando regrese a su interior, su piel estará arrugada y salada debido al proceso de transpiración). En esta situación, no hay El mecanismo de enfriamiento efectivo para la piel y el viento lograrán un “alto horno” que afecta el lugar donde el viento transfiere la energía térmica a la piel y las horas extraordinarias en el cuerpo. Así que en esta situación el viento calienta DEFINITIVAMENTE el cuerpo humano.

Durante el comienzo del verano, antes de que la humedad del “monzón” entre mediados y finales del verano entre en Arizona, cada pocos días veremos informes de excursionistas que se retiran de los senderos de montaña del área metropolitana de PHX debido al agotamiento por calor. A menudo los escuchará comentar que no pensaron que necesitaban beber mucha agua porque no estaban sudando. En realidad lo eran, pero la brisa en los senderos de las montañas evita que la transpiración sea muy efectiva. (Existe la teoría de que los excursionistas de esfuerzo moderado se meten en el mayor problema, ya que no trabajan lo suficiente para generar un sudor fuerte que pueda contrarrestar el viento seco. Los excursionistas rápidos y los corredores de senderos sudan mucho por lo que parecen hazlo mejor, pero necesitan llevar mucha agua o hacer excursiones más cortas.) Para obtener información más “práctica” sobre este tema, haz una búsqueda de “motocicleta en el calor AZ”. Los ciclistas saben todo sobre el efecto de alto horno y tienen formas de contrarrestarlo (incluidos ciertos tipos de ropa como los “chalecos mojados” que mantienen el agua cerca de la piel para mantener el proceso de transpiración en funcionamiento).

Sí hay. En general, la temperatura en el norte de la India durante los veranos es superior a 40 grados centígrados. Durante los veranos, el viento caliente llamado ‘loo’ sopla en estas regiones y ¡no te enfría!

Definición de Loo : The Loo (Hindi: लू, Urdu: لو, Punjabi: ਲੂ) es un viento de la tarde de verano fuerte, caliente y seco que sopla sobre la región occidental de la Llanura Indo-Gangética del norte de India y Pakistán. [1 ] Es especialmente fuerte en los meses de mayo y junio. Debido a sus temperaturas muy altas (45 ° C – 50 ° C o 115 ° F-120 ° F), la exposición a este a menudo conduce a golpes de calor fatales.
Fuente: Wikipedia (por definición)

No sé la respuesta exacta a esta pregunta, pero para intentar una respuesta, primero debemos entender cómo se enfría el cuerpo en primer lugar. El aire es un conductor pobre, por lo que el mecanismo principal por el cual el cuerpo se enfría es la transpiración. Esto puede funcionar incluso a una temperatura bastante más alta que la temperatura corporal porque es el proceso de evaporación el que produce el enfriamiento. Cuando el agua se evapora, absorbe calor (un proceso endotérmico). La velocidad a la que lo hace se denomina calor latente de evaporación y para el agua es muy alta.

La cosa es que, a medida que aumenta la temperatura, la evaporación se vuelve más rápida, de modo que el cuerpo puede enfriarse de manera más efectiva. Obviamente, hay un límite ya que las tasas de calentamiento sensibles (contacto directo) son proporcionales a la diferencia de temperatura entre los dos cuerpos y solo se puede sudar mucho. Si está sudando profusamente, se deshidratará rápidamente.

Otra cosa a tener en cuenta es la humedad. Esto determinará qué tan eficiente es la transpiración como mecanismo de enfriamiento. Con una humedad del 100%, es inútil, lo que significa que una vez que la temperatura supera los 37 grados C, el cuerpo ya no puede enfriarse. Pero en el aire seco, la transpiración es extremadamente eficiente y los humanos pueden sobrevivir bastante bien en temperaturas muy por encima de los 40 grados.

Primero, debemos definir “nos calienta”. Eso significa hacer que nuestro cuerpo vaya por encima de 98.6 F.
Ahora que eso ha terminado, comienza el pensamiento. ¿Por qué el viento frío está apagado cuando estamos calientes? Realmente no en condiciones normales. Los gases son malos para conducir el calor, al igual que la piel (intente tocar una pieza de metal de 100 F o bañarse en una tina de agua caliente a 100 F. Hace más calor que la piel. Su piel claramente no es la misma que la interior, donde la interior es 98.6 ish). El agua es aproximadamente 24 veces mejor que los gases (no se deje engañar, los metales son diez mil veces mejores) al conducir el calor, pero es suficiente sentir frío cuando el viento de 50 F golpea el agua que recae sobre nuestra piel. Por lo tanto, creo que, sin calcular nada, nuestro cuerpo se calentará cuando la temperatura sea de alrededor de 100 F. Entonces, ¿por qué no calentamos a 100 F? Porque nuestros cuerpos son buenos para regular el calor. Tenemos homeostasis. Si pasamos 108 F, morimos bastante. Así que nuestro cuerpo lo resiste, lo que hace posible que vivan 120 F. 120 F con el viento puede matar más rápido porque hay más moléculas que chocan contra ti, transfiriendo más calor.

Una segunda pregunta interesante: ¿Qué VELOCIDAD tiene que ir el aire para calentarnos? ¿Cuándo es la fricción “más caliente” que las moléculas reales? Necesitamos un químico para eso.

La experiencia ordinaria indica que hay tal temperatura. Pero depende de una serie de factores que están interrelacionados en formas complejas, que incluyen, entre otros, la velocidad y dirección del viento, el peso corporal, el acondicionamiento, el área de la piel expuesta, la cantidad de vello en la piel, la conductividad de cualquier cosa. cubriendo la piel, y el suministro y la cantidad de líquido capaz de evaporarse sobre la piel. Estoy seguro de que otros contribuyentes pueden agregar más.

Sí. En términos sencillos, el viento aumenta la velocidad a la que el calor se transfiere entre usted y el aire, por lo tanto, una vez que el aire está más caliente que su cuerpo, un viento “le dará” calor, en lugar de “tomar” su calor (enfriarse). Su temperatura corporal central es de aproximadamente 37 ° C (más o menos), por lo que un aire que se mueve con el viento hace que más caliente, y probablemente a temperaturas ligeramente más bajas, como la superficie, la piel y la temperatura, generalmente es un poco más baja. Estimo que a medida que su piel está acostumbrada a poder bajar su temperatura, encontrará que el viento que empuja el aire de 35 a 36 grados comenzará a sentirse caliente.

Para agregar otra dimensión pequeña, la humedad hace una diferencia, porque la evaporación, en este caso, de su sudor, causa el enfriamiento de la superficie. Si la humedad es baja (aire seco) y está sudoroso, el viento aumentará el enfriamiento por evaporación, por lo que un viento más caliente puede hacer que se enfríe un poco más. No conozco los números, pero tal vez un viento de aire seco podría no calentarlo hasta que esté en 38 a 39 grados, pero estoy adivinando. Si la humedad es muy alta, su sudor ya no se puede evaporar (el aire está saturado de humedad y ya no se puede aceptar) definitivamente se calentará debido al viento (o ventilador) que mueve el aire que pasa por su cuerpo y es más alto que el de su superficie. Temperaturas de 37 grados si estás muy caliente.

en resumen, estimaría que un viento de aire con una temperatura de 36–39 + grados (según el sudor y la humedad) lo hará más caliente.