為什麼夏天穿黑衣服會比白衣服涼快?答案是「煙囪效應」

「夏天穿白色的衣服比較涼」,真的嗎?

我們先前在該文章《用熱力學告訴你,為什麼夏天就算再熱也絕對要「穿衣服」》討論,夏天穿衣服和沒穿衣服哪個比較涼。我們根據熱輻射的概念分析,發現在無風、太陽下的環境,有穿衣服比較不熱。

那我們這次來討論,穿黑衣服和白衣服哪個比較涼。

熱能的傳遞方式可分為傳導、對流和輻射。白色會反射陽光,比較不會吸收熱能,從「輻射」的角度來看,白衣服的確比較涼沒錯。但如果考慮「對流」,那又是另一種故事。

白衣服比較不會吸收輻射,溫度比黑衣服低 11 度

美國東南路易斯安那大學的物理學副教授 Rhett Allain 做了一個簡單的實驗。他把各種不同顏色的衣服放在陽光下曝曬,並用紅外線攝影機紀錄他們的紅外線輻射強度,以推算它們的溫度。

測試結果發現,黑衣服的溫度是 55 度,白衣服的溫度是 44 度,相差 11 度,的確證明了白衣服比較不會吸熱,會比較涼快。

但以色列的特拉維夫大學做了另一個實驗,出現了截然不同的結果。

黑衣服吸收的熱輻射是白衣服的 3 倍,但底下的皮膚溫度卻一樣

這些研究者在死海附近的沙漠,以及 48 度的實驗室裡,比對了貝都因人的黑衣服、同材質的白衣服等服裝。他們發現,在 48 度的溫度下,雖然黑衣服吸收的熱量是白衣服的 3 倍,黑衣服表面溫度也比白衣服高 6 度,但兩種衣服下方的空氣溫度並沒有差別,都是 38 度,而皮膚溫度也都是 33 度。

也就是說,雖然黑衣服吸收的熱量較多,溫度也較高,但並不會讓人更覺得熱。

黑衣服帶動「煙囪效應」,促進空氣循環讓人體降溫

背後的原理是「煙囪效應」。貝都因人的傳統服裝是寬鬆的長袍,衣服和皮膚之間有空隙,相當於煙囪,靠近衣服的空氣被高溫加熱而上升,低溫空氣則會填補空隙,藉由空氣循環幫入身體降溫。

煙囪效應。圖片來源:維基百科

這個原理跟鐵皮屋上方的自然排風扇一樣。

因此,黑白衣服底下的空氣溫度和皮膚溫度差不多,但因為黑衣服的對流較好,因此更舒服。這也是貝都因人和阿拉伯人常穿深色衣服的原因。

貝都因人。圖片來源:Pixabay CC Licensed

此外,這些科學家還表示,沙漠中牛羊的毛常常是深色的,因為白毛更容易讓輻射到達皮膚,讓動物吸到更多熱量。

穿黑衣服比較涼的前提是「透氣」

因此從這些實驗,我們可以得到這些結論:

如果你穿寬鬆、長版的透氣衣物,建議穿深色,可以促進空氣對流,降低溫度。
如果你穿的衣物比較貼身,建議穿淺色,可以反射較多的輻射熱能,保持低溫。

但穿黑衣服比較涼的前提是「透氣」。以台灣人的服裝來說,除了穆斯林會穿長袍之外,多數人穿的都算是貼身衣物,所以我們還是乖乖穿淺色系吧!

參考資料來源:
1.《把科學帶回家》:〈 夏天到底穿白衣服凉快,还是黑衣服凉快?答案出乎意料 | 科学 DIY
2.《環球科學》:〈 夏天也不能裸体出门的热力学理由
(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:Pexels CC Licensed)

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