户外的物理（二）蒸气压与防水透气

新疆红袖添乱

拜读了，喜欢。。。。。。。。

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侧峰

泡泡！ 发表于 2013-1-19 20:28
顶楼主 这冲锋衣我是深有体会啊 汗水排不出去很危险 尤其是冬天
我觉得冲锋衣最主要的两个作用是防风和透气 ...

此事古难全{:soso_e100:}

酒仙123

{:soso_e192:}

~天宝~

技术贴不如吵架帖吸引人啊，顶起来{:soso_e113:}

ronn_chl

{:soso_e179:}

侧峰

    粗略的说，蒸气压可以理解为气态水分子对水面的压强。液态水中的分子有逃逸的倾向，气态水分子也有回到液态水中的倾向。一般来说，这两个过程是同时发生的。当气化速度大于液化速度，宏观上表现为水在不断蒸发；反之，则表现为水汽的凝结；二者平衡时，看起来水不再蒸发、也不在凝结，此时水气对水面的压力称为饱和蒸汽压。不平衡时称之为不饱和蒸气压。

    如图：

    打个比方，家里的孩子总有离家出走的愿望，已经出走的孩子却想回家。每时每刻，既有出走的，也有回家的。二者速度相等时，宏观数字统计上似乎既没有孩子出走，也没有孩子回家，其实只是出走的和回家的孩子数量达到平衡而已。
    当出走的孩子越多，流浪儿密度越高，则想回家的压力越大（外面不好混了）。当流浪儿数量达到城市能容纳的最大值（饱和），每出走一个孩子，就会迫使一个孩子回家，总数量达到动态平衡。
    而上面的数值，与城里的成年人和其他小动物数量有一定关系，但是影响不大，一般可以忽略。我们可以认为只受孩子本身数量的影响。
    （孩子妈们别喷我，这只是为了形象化理解而打的比方，可不代表我冷血啊。）
    上述意思用物理概念表述，那就是，蒸汽有压力，蒸气压会促使气态水分子回归。我们把平衡时的状态称之为饱和，亦即此时空气中能容纳的气态水分子数量到顶了，不能再接受了，那么每接受一个水分子气化，就得逼迫一个水分子液化。不饱和时的蒸气压小于饱和时的蒸气压（相同温度）。可以看出，水在饱和时的蒸气压，实际上反映了水的蒸发倾向的强度，因此，饱和蒸气压可以表示液体的蒸发性强弱。
    另外，蒸气压随温度升高而升高，变化明显。
    继续打比方，如果有两个相邻的城市，一个流浪儿密度高（蒸气压大），一个低，会发生什么呢？显然，密度高（蒸气压大）的地方的孩子会向密度低（蒸汽压低）的地方流动扩散。
    应用这些原理，就可以知道冲锋衣的透气性能如何变化。之所以衣内水分子总体上是往外跑的，就是因为衣内温度一般高于外界，湿度也高于外界显然，导致衣服内的蒸气压高于外界，水分子的总体倾向是向外界移动，这就是透气性的原理。外界空气湿度越大，温度越高，则外界蒸气压越高，水分子由衣内向衣外移动的倾向越低，表现为透气性下降。这里要说明的是，户外服装的透气性，不是指的透过空气，而是特指透过水分子的特性，因为其目的是保持体表和近身衣物的干燥。
    从以上分析可知，影响水分子透气性的因素（面料不变），主要是内外温度差和湿度差。那种给面料一侧空气加压，使之透过面料以证明透气性良好的的演示实验，实际上是一种误导。先不说人体能不能给冲锋衣内提供这么大的气压，就算能，影响的也是其他气体，而不是水气分子。这也是为什么南方暖湿环境下，会发现冲锋衣透气性很不好的原因。实际上，冲锋衣最适合的使用条件是寒冷环境，内外温差大、冷空气比较干燥，此时透气性较好。当然，温度过低，会导致冲锋衣内面结霜，这一点对透气性的也有影响，不过这是另一个问题了，另行详议，不过可以这样简单来看：汗蒸气结冰在冲锋衣内侧，实际上也起到了对内层衣物及体表的干燥作用，将湿气对内层衣物（保暖层）的影响降到了最低，类似低温干燥的原理。
    再有一个误区，就是所谓的“防水透气”。其实防水性能是有的，透气性能也是有的，但是能不能在防水的同一时刻透气呢？这就值得分析了。下雨时，冲锋衣外界的湿度是相当大的，从蒸汽压的分析可知，这时候基本上透气性就可以忽略了。雨中，冲锋衣的作用就是一件雨衣，而其持续防水能力肯定是不如一件塑料雨披的。因此，我的个人观点：冲锋衣重要的是防风透气性，主要用于寒冷冰雪环境。防水什么的，防个短时中、小雨就行了，别指望太高。
    登山鞋的道理，类似。



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侧峰

户外的物理知识（一）斜面物体受力分析
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不锈钢粉条

先做个沙发吧，郑老师辛苦。

不锈钢粉条

住的、穿的都说了，什么时候说吃的啊？