Эффект коврика/одеяла с фольгой

Вопрос, который я попытаюсь сейчас изложить, интересует меня достаточно давно, еще с момента появления ковриков с блестящим напылением как панацея от холода. В то время существовал спор-холивар, какой стороной нужно его расстилать на землю. Одни уверждали, что блестящей на землю (чтоб "холод отражал"), другие - к себе (чтоб "тепло возвращал"). Позже, с появлением термоодеял, появились и рекомендации производителей, что-то вроде "хочешь согреться, поверни алюминизированой стороной к себе, хочешь замерзнуть - к окружающей среде. Подозреваю, что все это глупости.
Итак.
Во-первых понятен тот факт, что сей технологический прием придуман для уменьшения теплопотерь только за счет излучения. Кондукцию никто не отменял. Поэтому предлагаю дальше в теме не убеждать в бесполезности такой "фольги", если лежишь в сугробе. Говорим только о тепловом излучении.
Во-вторых, предлагаю не обсуждать какой-то личный опыт по субъективным ощущениям. Вопрос чисто физический.

А теперь собственно, вопрос. Все тела излучают или поглощают тепло. Темные тела одинаково хорошо и излучают, и поглощают. Тело с зеркальной поверхностью одинаково плохо как излучает, так и поглощает тепло, соответственно. Это школьный курс физики.
Так имеет ли значение, какой стороной, блестящей или матовой, к телу человека лежит это одеяло/коврик, с позиции теплопотери за счет теплового излучения? Мне кажется, нет. Интересно мнение науки. Физики есть?

shkonst [1016161]: С чисто теоретической точки зрения блестящая сторона отражает лучи обратно и потерь не происходит. Сторона с худшим отражением будет чать энергии поглощать и отдавать в пространство в виде теплопотерь.

Все вышесказанное в реальной ситации может происходить с точностью до наоборот.

Почему-то мне кажется, что как раз на тепловое излучение приходится исчезающе малая часть теплопотерь по сравнению с конвекцией и прямой теплопередачей.

Не уверен, но, возможно ошибка здесь: Темные тела одинаково хорошо и излучают, и поглощают. Тело с зеркальной поверхностью одинаково плохо как излучает, так и поглощает тепло, соответственно
Наверное, все тела одинаково излучают и поглощают энергии, просто темные поглощают видимый свет, а излучают ИФ, а вот про то, что тёмный лучше поглощает тепло, чем зеркальный, я из физики не помню.

Думаю, что смысл цвета плёнки рассчитан не на сохранение иф излучение тела человека, а на поглощение или отражение внешней энергии(солнечного света).

Мне кажется, что фольгой к телу, чтобы тепло тела отражалось, а сам коврик/одеяло изолирует от холода земли.
Как пример одежда с технологией омни хит, фольгой внутрь.

hardrain [1016197]: Фольгой вниз.По-крайней мере стельки обувные таким образом используются.

Отн недавно схлестнулся на тему необходимости отражающей зеркальной пленки в парилке между обшивой и срубом. Я считал что фуфло и отражения тепла внутрь в ощутимых количествах просто нет, не отрицая при этом ВАЖНОСТИ любой пленки для исключения продувания
Полез в формулы вспоминать физику. Погонял формулы неглубоко цифрами и остался при своем мнении.

В общих чертах
- вид передачи тепла ИЗЛУЧЕНИЕМ ЧЕРЕЗ непрозрачные препятствия перегородки не проходит. Происходит нагрев перегородки а потом уже далее разными методами
- ощущение тепла излучением можно учитывать только при БОЛЬШОЙ разнице температур источника и приемника. Те надо понимать что тепло может передаваься методами конвекции(переноса газ жидкость и и теплопроводность по материалу металлу или дереву напр)

Из этого вытекает что для коврика
- хол ночью контакт "тела" с металлич(отражающей пленкой) поверхностью будет холодить, потому как металл хорошо забирает тепло. Контакт с хол землей...пофиг, потому как главный изолятор пенка на нем иникакого излучения там просто нет Есть теплопередача, в которой металл не лучший элемент для сбережения
- солнечным днем коврик будет меньше нагреваться чем темные предметы рядом. Но помочь чем то лежащему на зеркале врятли сможет

Для зеркального одеяла
- хол ночью будет забирать тепло
- теплой ночью будет либо греть либо охлаждать в зависимости ниже или выше 37град окр воздух
- на ярком солнце зеркальное одеяло будет спасать от перегрева отража я в чистом виде передачу тепла излучением

ГЫ НО
есть еще фактор плотности зеркала те если есть нету ветра и есть неут вентиляция для тела что внутри

Из того что наговрил получается еффективность для коврика в холоде ПОЛНЫЙ НОЛЬ
На солнце можно чуток сделать тень при условии что есть вентиляция для тела и вывода пота

Хотя у МЧСников выдел "одеяла спасения" с золотой и серебрянной стороной. Чет и зажмотился купить в Леко. Но там помимо Tемп был важный фактор легкого полотна для транспортировки.

Допишу
При отсутствиии яркого солнца ЭФФЕКТЫ от оражающих излучение штукенций ощущается только из за ограничений движения воздуха вокруг тела. Что с успехом выполнит хоть полиэтиленовая пленка. Но выдавать это могут именно за защиту от излучения тепла

А никто не хочет обернуть две банки с кипятком и так и эдак. вставив туда термометры. и понаблюдать за скоростью остывания?

Anikolai3 [1016295]: ;-) c удовольствием посмотрю-посомневаюсь в результататах, если значения окажутся слишком разными - оч УДИВЯТ! Те под сомнение чистота эксперимента.
Если окажутся разными на чуть чуть (что на мой вгляд ОЖИДАЕМО), то это уже не будет иметь практического смысла и помимо прочего уложится в погрешности эксперимента ;-p

Не хочется лезть в коэффициенты теплопроводности, но думаю, что при толщине "пенки" в 10мм+фольга, не будет заметной разницы в скорости охлаждения банок.

Допишу ;-)
Из теории вытакает эффективность "отражалки" только при наличии передачи БОЛЬШОГО тепла излучением, а это :
- солнце
- довольно высокая температура: раскаленные предметы, или хотя бы тот же костер.
И то с оговорками про ветер, влажность, окр температуру и толщину др изоляторов типа воздуха.
Во всех остальных случаях роль отражения "никакая", те можно использовть и др материалы а не только блестящие

zaminik [1016344]: До 55-65% теплопотери человеческого тела при его температуре 37 градусов при комфортной и "чуть ниже" температуре окружающей среды происходит за счет излучения, что делает его наиболее значимым механизмом, преобладающим над конвекцией, кондукцией, испарением и теплопотерями за счет дыхания. Это данные медицинской литературы.

shkonst [1016372]: Что-то странное пишут в твоей медицинской литературе :)
Вот возьми лист фольги, который гантированно все отражает, оберни вокруг туловища, но чтобы зазор был продуваемый и выйди на мороз. Потом выйди без фольги, чтобы почувствовать разницу. Сильно конвекция влияет или нет?

Итак. Тело излучает тепло, при нормальной температуре. Эти теплопотери значимы. Так что фольга - это не просто герметичная упаковка.
Чтобы не зацикливаться на ненужных величинах, как толщина коврика и прочее, можно представить модель (рисунок). Имеем излучающее тело - 2 шт. С одинаковой излучающей способностью. Имеем окружающий его экран, толщина которого стремится к нулю, то есть который сам тепло не поглощает. Одна его сторона матовая, другая зеркальная. И есть поверхность, которая получает это тепловое излучение. Исходя из этой идеальной модели, по законам физики, в каком случае теплопотеря будет происходить быстрее? Или скорость будет одинаковой? В этом вопрос.

shkonst [1016378]: Здесь надо еще один принципиальный момент учитывать - зеркальная поверхность не обязательно больше отражает, чем матовая. У них просто разные углы отражения/рассеяния, а коэффициент поглощения это другая величина.

maxp [1016377]: Эта цифра не одинакова для разных условий. Например, при температуре тела 35 градусов излучение вообще практически не имеет значение. Если человека окунуть в холодную воду, тоже можно начать придираться к мед. литературе. При разных условиях процентное соотношение видов теплопотери разное

maxp [1016380]: Так может и не в отражении дело?

shkonst [1016381]: при температуре тела 35 градусов излучение вообще практически не имеет значение - вот как раз об этом последнее предложение maxp [1016168].

Тем более, что в действительности там даже не 35, а меньше 30 градусов, так как смотреть надо не температуру тела, а температуру белья на нем.

maxp [1016387]: Речь идет о центральной температуре. При центральной температуре ниже 30 человек не совсем жив.

Скажите, а мне одному кажется, что фольга на ковриках просто для того, чтобы одна сторона меньше пачкалась/шоркалась/влагу впитывала?

shkonst [1016389]: Излучает только поверхность, так что другая температура тут не при чем.

maxp [1016390]: Неа,Макс.Не одному тебе))

maxp [1016390]: Кстати, 50-70% этого излучения вроде как идет с поверхности головы

Тяжело мне спорить с учебниками физиологии. Они все, как один, утверждают одно и то же. Вот к примеру:
У человека в состоянии покоя при температуре воздуха около 20 °С и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, с помощью радиации теряется 66 %, испарения воды — 19 %, конвекции — 15 % от общей потери тепла организмом.

shkonst [1016161]: так ответ вы получили или нет? Меня тоже этот вопрос мучает, как все же правильно стелить этот коврик ...

Radost [1016401]: Я для себя ответ получу, когда мне кто-нибудь грамотно сможет объяснить вот это shkonst [1016378]:

shkonst [1016395]: Кстати, 50-70% этого излучения вроде как идет с поверхности головы - то есть, если ты лысый, то надо блестящую сторону под голову подклатывать :) А если волосатый, то и пофигу, так как волосы уже не излучают (для того и придуманы!).

Тут с конвекцией тоже сложный вопрос, так как при разнице в 15 градусов она одна, а при разнице в 50 градусов совсем другая. А если ты в Крыму, то разница с конвекцией вообще стремится в бесконечность.

Правильный эксперимент тут выглядит так - берем бутыль воды с градусником, нагреваем, засовываем в термуху, оборачиваем ковриком и смотрим на скорость остывания. Делаем минимум пару десятков опытов, чтобы хоть какая-нибудь статистика получилась.

Здается мне, что разница будет в пределах погрешности.

maxp [1016439]: Меня не интересует эффект от термухи, прически и климатического пояса. Также вопрос не стоит в обсуждении физиологии человека. Вопрос касается исключительно физики теплового излучения. Моих знаний не хватает для этого. Но и вразумительного объяснения пока не получил.
Идеализированную модель как раз для того и нарисовал, чтоб сформулировать вопрос четче некуда.

shkonst [1016448]: Физика процесса простая - излучение всегда уносит с собой энергию и всегда приносит, если поглощается. А все остальное надо измерять в конкретных условиях.

Конкретизировать условия в случае с ковриком довольно сложно.

maxp [1016451]: В приведенном рисунке условия равные. Объекты одинаковые. Градиент температур между телом и поверхностью один и тот же. Вопрос стоит про экран. Зависят ли его экранирующие способности от того, какой стороной он повернут к излучающему объекту.

Вообще, фольга является ли экраном для инфракрасного излучения?

maxp [1016451]: т.е. этот коврик мы стелим никто не знает зачем? О_о

shkonst [1016404]: когда ответ получите, обобщите, плиз, его тут, а то физика-сложная наука:)

Тепловое излучение тела с температурой выше абсолютного нуля не зависит от характеристик окружающей среды, только от его температуры и коэффициента излучения (как характеристики поверхности/материала, составляющего тело). Для температуры ~300К это порядка 400Вт/м^2, если правильно помню, порядок величины точно такой (сотни ватт).

shkonst [1016453]: Если экран абсолютно отражающий, то в случае shkonst [1016378] пофиг матовый он или блестящий.

shkonst [1016454]: Вообще, фольга является ли экраном для инфракрасного излучения? - зависит от материала и толщины, конечно, но например листок бумаги сильно поглощает ИК. Очень просто проверить поднеся руку к нагревателю сбоку.

У меня видел стелка в окнах? - Там на одном из них тончайее напыление, практически прозрачное, а ИК отражает очень сильно.

Radost [1016455]: т.е. этот коврик мы стелим никто не знает зачем? - стоит определиться, какой именно коврик? А то их много разных. Обычно коврик стелят, чтобы было немного мягче, суше и теплее.

shkonst [1016448]: Вот что пишут производители алюминиевой фольги:
У алюминиевой фольги есть матовая и глянцевая сторона. Это происходит из-за того, что алюминиевая кухонная фольга прокатывается по два слоя одновременно, причем стороны, которые касаются валиков пресса, глянцевые, соседние же стороны остаются матовыми. Из-за того, что поверхности у алюминиевой фольги выглядят по-разному, многие считают, что важно соблюдать, какой стороной пищевая алюминиевая фольга обращена к пище во время приготовления. Некоторые уверены, что кухонная фольга должна быть повернута матовой стороной к блюду, некоторые придерживаются полярной точки зрения. Между тем на практике разница между двумя сторонами алюминиевой кухонной фольги практически неощутима, ее можно заметить только с помощью точных приборов. Отражающая способность глянцевой стороны алюминиевой фольги равна 88%, в то время как тисненая матовая алюминиевая фольга отражает 80%.

Источник: http://www.b2bfolga.ru/folga.htm

Если, конечно, я правильно поняла суть вопроса shkonst [1016378]:

Gunslinger [1016458]: В идеале так, а в реалиях коэффициент излучения у разных тел отличается в десятки раз. И еще в реалиях все тела как-то нагреты и что-то друг на друга излучают. Только у одних t=300K, а у других, скажем, t=270K.

Predstud [1016463]: именно в случае приготовления пищи фольга, по-моему, служит для того же эффекта, что и прозрачный рукав для запекания: не допустить высушивание пищи.

vpv [1016469]: Ну это понятно. :)

В контексте данной темы надо обратить внимание на последнее предложение цитируемого текста.
На сколько я поняла, речь идет не столько о коврике с фольгой, сколько о стороне фольги (блестящая/матовая), его покрывающей.
А ведь есть ещё спас одеяла, где вообще нет слоя "пенки". Надо посмотреть обе ли стороны глянцевые.

Блин, как же здорово что у меня есть 5 ковриков разных размеров и назначений и все они без слоя отражающей пленки :) Никаких мучений не испытываю :)

vpv [1016469]: Мне фольга больше нравится, возможно она экологичнее :)

Spiriter88 [1016474]: Фольга хороша,когда в ней рыба запечёная.)) Я с дуру купил летом такой коврик ( на даче валяется) ,теперь думаю срочно выбросить надо))

shkonst [1016378]: в теории, с матовой поверхностью к источнику тепла остынет быстрее.

НО порядок цифр там какой то безумно малый
на всидку в формуле участвует площадь, константа в -8 степени, коэффициент отражения материала от 0 до 1 (степень черноты абсолютно белое и абсолютно черное) и дельта температур в 4степени

zaminik [1016512]: в теории, с матовой поверхностью к источнику тепла остынет быстрее - на каком основании?

maxp [1016526]: для теории в части ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ я оперировал законом стефана больцмана - вспомнил.

И решил, что абсолютно белый-зеркальный экран отражает ВСЕ ИЗЛУЧАЕМОЕ тепло от источника НЕ НАГРЕВАЯСЬ при этом.
Матовый экран имеет коэф черноты уже не 0, и поэтому часть тепловой энергии излучения нагреет экран а это уже теплопотери для источника внутри теоретич круга shkonst [1016378]:

Съехали мы однако в теорию, возможно ошибочную по причине сложности натуральной модели применения. ;-)

Из практики считаю что работает зеркальная пенка подложкой на лобовом стекле машины и окнах домов на юге, прикрыть-ненагреть темную штукенцию на солнце. Блестяшка в защитных костюмах пожарных и у металлургов.
В обоих случаях явное наличие передачи БОЛЬШОГО тепла ИМЕННО методом излучения при которой и работает блестяшка-отражалка.

shkonst [1016372]: мне кажется что термин "излучение" несет разную суть для физиков и медиков. Просто этим никто особо не заморачивался! Но пытаются пользоваться продавцы.
Поверхность тела(в тч человеческого) греет окружающий воздух - можно сказать ИЗЛУЧАЕТ тепло. Отсель и путаница-иллюзия про большие потери тепла именно излучением.
В части чел тела основыми видами отъема тепла япляются теплопередача -поверхность тела/воздух + "унос" теплого воздуха от тела конвекцией или ветром.

ДОПИШУ
В части медицины про теплопотери скорее всего корректо должно быть про ПУТИ потери тепла, а не методы. ТОгда получится болей мнее в согласии с физикой:
- 55-65% потери тепла за счет теплообмена (теплопроводность+конвекция+излучение) поверхности тела с окружающей средой
- дыхание - вынос тепла изнутри
- испарение - затраты тепла на испарение жидкости а не просто нагрев окр среды

zaminik [1016683]: Глупости говорите. В науке нет такого понятия "можно сказать, излучает тепло". Под тепловым излучением как фактором теплопотери человека понимается именно инфракрасное излучение тела человека. Никакой путаницы.
Теплопотери за счет контактной передачи составляют минимальный процент (одежда рулит), если человек не лежит на земле или не прислонился к бетонной стене.

И прежде чем обвинять физиологию в некомпетентности, стоило бы хотя бы почитать соответствующую литературу, а не голословно предполагать.
Ну вот хотя бы, чтоб сомнений не было - http://lechebnik.info/447/186.htm

Исходя из всего прочитанного сделал вывод, что обмен излучением происходит за между телом человека и этим самым одеялом (фольга). Часть энергии отражается обратно с поверхности, часть поглощается, васть проходит насквозь. Таким образом, с этих позиций, одеяло надо разворачивать отражающей поверхностью к себе, чтобы снизить его поглощающую способность. Кажется, так.

Но нарыл еще пару интересных абзацев (http://www.all-fizika.com/article/index.php?id_article=1987)
Тепловое излучение, которое играет роль в жизни живых организмов делится на коротковолновую (от 0,3 до 3 мкм) и длинноволновую (от 5 до 100мкм). Источником коротковолнового излучения служат Солнце и открытое пламя, а живые организмы являются исключительно реципиентами такого излучения. Длинноволновая радиация и излучается, и поглощается живыми организмами.

Величина коэффициента поглощения зависит от соотношения температур среды и тела, площади их взаимодействия, ориентации этих площадей, а для коротковолнового излучения – от цвета поверхности. Так у негров происходит отражение лишь 18% коротковолнового излучения, тогда как у людей белой расы около 40% (скорее всего, цвет кожи негров в эволюции не имел отношение к теплообмену). Для длинноволнового излучения коэффициент поглощения приближен к 1.

То есть, получется, что тепловому излучению тела человека (максимум теплового излучения приходится на 9700нм) вообще пофиг, на цвет/зеркальность поверхности. С этой позиции тогда может получиться, что блестящее "одеяло" - вообще фуфло. Чем дальше, тем интереснее. :-)

zaminik [1016673]: Матовый экран имеет коэф черноты уже не 0 - почему?
Можно считать, что "матовость" это не характеристика поглощения, а направления отражения.

shkonst [1016792]: Сквозь фольгу практически ничего не проходит. ИК излучения поглощается даже листом бумаги. Хитрый момент в том, что не только человек излучает, но и все вокруг тоже. Просто у коврика температура порядка 270К, а у человека 300-310К.

Более правильно рассматривать не кто кому что излучил, а теплопотери в системе в целом.
Фольга может больше отражать тепла, но может и больше рассеивать его просто за счет теплопроводности. Перенос энергии излучением наличествует там, где нет непосредственного контакта тел. Когда человек лежит на коврике, то большая его часть соприкасается с поверхностью. Сторона без фольги может меньше рассеивать тепла за счет меньшей теплопроводности. Факторов получается довольно много, чтобы сказать что-то однозначно без измерений.

maxp [1016390]: На мой взгляд, фольга и вовсе маркетинговый ход для отстройки от конкурентов и повышения маржи. Так же, как и всякий рельеф на ковриках, нарочито разноцветные слои и т.п.

Летом без разницы какой коврик. а зимой ты лежишь в термухе, в толстом-толстом спальнике и есть ли разница с фольгой коврик или без? К тому же если к телу (спальнику) фольгой, то будет конденсат скорее всего.
В общем это похоже на какое-то снаряго-дрочерство. Попробовал - почувствовал - используешь. Разницы не увидел - забыл.

hardrain [1016897]: Это вполне нормальный вопрос, в котором хочется разобраться, точнее два: 1) работает ли это? 2) как это работает?
Если кому-либо без разницы, можно не читать, не писать, не тратить свое время.
И еще раз. Конденсат, теплопроводность фольги при соприкосновении с кожей и прочие побочные эффекты не интересуют. Тема создана не для обсуждения потребительских характеристик конкретных вещей.

P.S. Своей снарягой обладаю, ее активно использую и на многие аспекты ее использования имею свою точку зрения. Но - еще раз - тема не об этом.

Строительные материалы используются фольгой во внутрь - не выпускают тепло наружу.

если напишется диссертация/реферат на эту тему, как следствие обсуждения этого вопроса, напишите ссылку на нее - хочется почитать) благодарю) (а по опыту: неудобно на фольгированном спать, как в мульте про Ивана и Волка, "...ну, я же соскальзываю...").