警告警告，夏天下车时要带上宝宝和宠物，否则……_风闻
中科院物理所-中科院物理所官方账号-2020-07-05 18:23
周末小编闲来无事，想去超市转转，可是路上车抛锚了，空调也打不开（你说这不是巧了吗？），朋友去找修车的人，留下小编一个人看车。
阳光下车内的温度开始激增，而且随着时间的推移，体感温度比在外面都高了，甚至不是体感温度，而是实际温度也已经比外面高了。小编实在扛不住只好下车。正好小编有想到上周粉丝在后台问了个差不多的问题：
小编当时就想，这不是很正常吗？这不就……就是这样然后那样嘛？听懂了嘛？
听懂的过来给小编讲一下吧，谢谢了。等小编安全回到空调房，再来想想怎么回答这个问题。
小编回到空调房了。如果想弄明白这个问题，我们首先应该知道什么是热（力学第二定律）？
什么是热（力学第二定律）？
What is heat ?
在夏天说到“热”就很容易让人暴躁，在感觉上，人们一般认定“热”是能带来温暖的东西（这里暗含了一般要比自己温度高的东西）。其实，热能是由原子、分子等微小粒子无规则运动造成的结果。
此外，人体的体感温度一般又与实际温度不太一样。因为体感温度与太阳辐射、相对湿度和风力等因素有关。
当夏天直面太阳的时候，就会感觉很热，而在阴凉下就会好很多；人体散热的一个主要方式是汗液蒸发，湿度越大，越难以蒸发，夏天就会觉得更热，而冬天较高的湿度又会带走更多热量，就会感觉很冷；风力与湿度的影响类似，一般风力越大，人体热量越容易被带走，这就是夏天感觉凉爽冬天感到寒冷的原因。
体感温度与相对湿度和温度的关系 图源：中国天气网
那么上面问题中热力学第二定律是什么呢？热力学第二定律有很多表述，克劳修斯表述为：不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。
热传导的不可逆性
开尔文表述为：不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其它的变化。
不可能制造第二类永动机
那么我们回到汽车问题上来，车内温度为什么会更高呢？有没有违反热力学第二定律呢？
车上为什么会更热？
Why is it hotter in the car?
太阳辐射透过车窗被汽车表面和车内物体吸收，汽车吸收能量从而温度上升。我们知道每个物体都会发射一定波长的辐射，车内物体也不例外，受热升温后也在持续发射更多的红外线。可是车内空气中的水蒸气和二氧化碳又可以重新吸收这些能量，而且车内的空气无法与外界对流散热，就会一直升温直到整体散热与吸热达到平衡为止 [1]。
而车内比车外温度高这种现象，其实也是一种温室效应（与地球温室效应类似），是车吸收太阳辐射被加热，放出红外线继续加热锁在车内不流通的空气，从而使得车内温度比室外温度更高，所以这不违背热力学第二定律。
车内温度变化情况 来源：美国气象局
作为一个精通各种搜索引擎的小编，竟然还查到了相关的论文……没错，就是说有部分研究人员把这个作为一个课题来研究的。
论文[2]中介绍现代车辆中大部分都配有加热、通风和空调系统来保证车辆运行期间驾驶舱内的舒适性和空气质量。如果汽车停放并且电机关闭，此时不进行通风与加热冷却操作，停放的车辆内部温度将会上升，特别当车辆受到太阳直射时，车内温度上升速度会更快。文中详细介绍了他们用于模拟车内温度的动态模型，而且给出了对宠物和儿童的危险性评测，模型比较复杂，这里就不过多介绍了。
可能是在研究的人员
而且斯坦福大学医学院的研究人员实地调查了22-35℃晴天状况下，一辆停着的汽车内部温度上升的速度，他们发现：即使环境温度不高，密闭的汽车内温度也会有很大的提升，同时发现提升最快的时间是前三十分钟[3]。
这时可能有人就会问小编了，“小编小编，车内温度能不能定量呢？比如我现在知道室外的温度，我是否可以大致估算车内的温度呢？”
小编想了想，这……是不是有点为难我了。不过小编一阵搜集之后，还真找到了一个宝藏网站：Good Calculators（点击或者查看参考文献部分就可以进入），它的界面是下面这个样子的：
车内温度计算器 [4]
第一行选择温度的单位（摄氏度或者华氏度），第二行选择此时室外温度，第三行是已经在室外停留的时间（分钟），然后点击Calculate就可以计算此时车内的温度，我选择室外温度35摄氏度，仅仅停留30分钟，车内温度就已经达到惊人的53.89摄氏度了，不过这是估算值，汽车的不同位置也会影响实际温度。如下图所示，不同位置就会有不同的温度：
阳光直射下与阴影下停放一小时后车不同位置的温度 图源[5]
如何降温？
How to cool down?
车内温度升高其实是有很大危险性的。如果有儿童或者宠物在车内无人看管，很容易发生危险，比如会中暑，而且对温度敏感的货物（比如救护车中的药品等）也可能会产生很大的影响，甚至车内涂层、电子产品等设施也可能会造成不同程度的损伤。
那么我们应该如何保持车内温度处于合理舒适的水平呢？
我们就要从传递热能的三种方式中找到相应的方法。三种方法分别是通过空气对流形成气流的循环降温；使用更低温度的物体来传导高温物体的热量（比如洗车？）；通过热辐射来降温，不过目前的情况就是由热辐射造成的，所以小编目前还没有找到合适的方法使用辐射给车降温。
热传导与热辐射
不过找到了一个驾驶和运输方面的专家Darren Cottingham，他告诉了一些方法可以避免车内过热：
1.开一点车窗，让车内空气与车外发生对流，但是这时还是不建议把儿童或者宠物单独放在车内哦
2.停在树荫下
3.使用可以反射阳光的玻璃窗
4.购买浅色的汽车，可以有效的反射热量
5.打开车内天窗（最好可以确定当时不下雨或者周围安全）[6]
6.等太阳落下（小编补充）
总之，夏天开车出门，小编建议大家最好不要让车在阳光下暴晒，尤其尤其要记得下车后带上车内的儿童和宠物，要保护好自己的家人和宠物鸭！！！
而像小编这样的，从不在大热天出门的就不会出现这种问题了。emmm，这一期线上科学日就到这里了，如果有什么想问的问题，可以后台留言告诉小编哦，我们下期再见！
补充公式：
摄氏温度（C）与华氏温度（F）变换关系
参考文献：
[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