一個周末的早上，在美國工作的樊金突發(fā)奇想，在大學(xué)同學(xué)微信群里發(fā)問：“為何用嘴吹氣的時候，說Ha時吹出的是熱氣，說Fu時吹出的是涼氣？誰能告訴我為什么?。俊边@個看似簡單的問題卻著實難倒了大家，有的說這是“體內(nèi)氣和體外氣的區(qū)別”，有的說“哈氣的時候氣流速度慢，熱散失少”，還有的說“控制嘴的開口大小和氣體噴出速度，手的感覺就一樣了”……

這是個很有趣的話題吧，可到底是怎么回事呢？請看哈爾濱工業(yè)大學(xué)物理系教授呂喆發(fā)表在《中國科學(xué)報》上的回答——

這種現(xiàn)象很常見，也容易試驗。

我們先從發(fā)聲時的口形來分析。在發(fā)出不同的元音時，口形是明顯不同的。雖然發(fā)音的時候都要呼出一口氣，但是在發(fā)出Ha等音時嘴唇是大大張開的，而在發(fā)出Fu等音時，嘴唇只張開比較小的幅度。這樣一來，發(fā)出的聲音不一樣，而且即使從肺部呼出的空氣量完全相同，空氣從口腔呼出時的溫度都和體溫一樣，到達(dá)手心時的冷熱效果卻也可以完全不同。

發(fā)a音時，口形橫截面積是10平方厘米左右，這樣帶著體溫的氣體從嘴唇呼出時是一個流動速度比較慢但橫截面積很大的暖氣團(tuán)。由于它的運動速度緩慢，雷諾數(shù)較低（該數(shù)越小意味著黏性力影響越顯著），因此邊緣區(qū)可能保持類似于層流的狀態(tài)，氣團(tuán)與外部空氣之間主要以氣體熱傳導(dǎo)的方式換熱，因此氣團(tuán)內(nèi)部溫度下降比較緩慢，所以在到達(dá)離嘴十幾厘米的手心時仍保持較高的溫度，所以這時會產(chǎn)生手心暖的感覺。

再說說比“哈氣暖”更復(fù)雜的現(xiàn)象——吹氣涼。

發(fā)出u音時，口形收縮得比較?。M截面積可能不足0.1平方厘米），從嘴里吹出來的氣體雖然仍帶著體溫，但氣流速度遠(yuǎn)高于哈氣的速度。而且這個氣團(tuán)在空間上是一個狹長的氣柱，氣柱的表面積遠(yuǎn)大于哈氣團(tuán)。同時，由于吹氣速度遠(yuǎn)大于哈氣速度，吹出氣柱的直徑又遠(yuǎn)小于哈氣團(tuán)的直徑，在黏度、密度及溫度等氣體參量基本保持不變的情況下，吹氣的雷諾數(shù)將遠(yuǎn)大于哈氣。因此，吹氣將處于湍流狀態(tài)，在氣柱與周圍環(huán)境空氣接觸界面處，不再僅以簡單的空氣傳導(dǎo)方式發(fā)生熱交換，而會不斷有較冷空氣混入氣柱之中，使氣柱的溫度迅速下降，使得到達(dá)離嘴十幾厘米遠(yuǎn)的手心時，溫度基本降至環(huán)境溫度。

但是，這仍不足以徹底解釋“吹氣涼”的現(xiàn)象。當(dāng)人通過嘴唇向手掌心吹氣時，流向掌心的其實并不只有從嘴吹出來的空氣及與之完成混合的環(huán)境空氣，應(yīng)該還有由于氣體黏滯效應(yīng)而被高速流動的氣流拖曳著流向手心的周圍空氣，這就造成了較大流量、較高速度的氣流沖擊手心后向周圍散開，結(jié)果自然會帶走手心更多的熱量，因此會感覺手心更涼。

（選自《科學(xué)大眾》2014年第11期）