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為什麼夏天停在太陽下的車子,車內會比外面熱那麼多?

文/Tr.Vivi 親子科學 | Vivi 老師

Tr.Vivi 親子科學・科學解答

因為車子一直吸收太陽的**輻射能量**,但熱散出去的速度比較慢。 陽光穿過車窗後,會被儀表板、座椅和地板吸收,這些物體升溫後,再透過熱輻射、熱傳導和空氣對流,把熱傳到整個車廂。 車窗關起來後,熱空氣又很難和外面的空氣交換。 結果就像一個一直有水流進來、排水孔卻很小的水槽: **能量進來的速度比散出去快,車內就會越來越熱。**

夏天把車停在太陽下,外面可能只有 33°C,一打開車門,裡面卻像烤箱一樣。

這個現象可以從一個很基本的物理概念開始理解:

**太陽是靠「輻射」把能量送到地球上的。**

熱不一定要靠接觸才能傳遞。

太陽和地球中間幾乎是真空,沒有空氣可以傳熱,但太陽的電磁輻射仍然可以穿越太空,把能量送到我們身上。

車子停在陽光下時也是一樣。

大量太陽輻射穿過車窗,照到儀表板、方向盤、座椅和地板。

這些物體吸收輻射能量之後,溫度開始升高。

其中深色內裝通常會吸收更多光,因此表面溫度甚至可能遠高於當時的氣溫。

接著,這些已經被曬熱的物體又開始把熱傳到周圍。

一部分靠直接接觸傳導,例如座椅把熱傳給碰到它的空氣。

一部分則透過**紅外線熱輻射**向四周放出能量。

所以車內真正的熱源,不只是一團被曬熱的空氣。

**儀表板、座椅和其他內裝本身,都變成了持續加熱車廂的熱源。**

這時候,密閉車廂又帶來另一個效果。

如果是在戶外,地面被太陽曬熱之後,附近的熱空氣可以上升,被風帶走,再由比較冷的空氣補進來。

這叫做**對流**。

車窗關起來後,車內空氣和外界的交換大幅減少。

熱空氣就算上升,也只是在車廂裡循環,很難把大量熱帶到車外。

玻璃對不同波長的輻射穿透能力也不相同。

太陽光中有不少較短波長的輻射可以進入車內;內裝吸收之後升溫,再放出的能量則主要落在較長波長的紅外線範圍。

部分紅外線會被玻璃吸收或反射,使熱量更不容易直接以輻射形式離開。

但車內變成高溫烤箱,不能只歸因於「玻璃把紅外線關住」。

**密閉車廂讓對流散熱變差,同樣是非常重要的原因。**

整個過程可以整理成一條很簡單的路徑:

**太陽輻射進入車內→ 內裝吸收能量、溫度升高→ 內裝透過熱輻射與傳導加熱車內空氣→ 密閉車廂限制對流散熱→ 進來的能量大於散出去的能量→ 車內溫度持續上升。**

可以把它想成一個水槽。

太陽一直像水龍頭一樣,把能量灌進車內。

車子當然也會慢慢把熱散出去,就像水槽底下有排水孔。

但太陽很強、車廂又密閉時,「進水」比「排水」快。

於是水位越來越高。

在車子裡,越來越高的就是溫度。

這也解釋了為什麼遮陽板會有效。

遮陽板把部分陽光在照到儀表板之前就反射回去,等於直接減少進入車內的輻射能量。

少吸收一點能量,內裝就不會升到那麼高的溫度,後面用來加熱車廂的熱也會跟著減少。

至於把車窗留一條小縫,雖然能增加一些空氣交換,但通常不足以抵消強烈陽光持續送進來的能量,因此車內仍然可能快速升溫。

所以夏天車內為什麼會比外面熱很多,可以記住一個很基本的物理觀念:

**溫度會不會一直升高,要看能量進來和散出去的速度誰比較快。**

太陽一直送進輻射能,車廂卻來不及把熱排掉,溫度自然就越堆越高。

參考資料

  1. 衛生福利部|盛夏車內如烤箱 切勿獨留幼童在車內
  2. U.S. National Weather Service|Children, Pets and Vehicles
  3. UC Santa Barbara Science Line|Why is the inside of a car hotter than the outdoor temperature on a sunny summer day?
  4. American Meteorological Society|Heat Stress From Enclosed Vehicles: Moderate Ambient Temperatures Cause Significant Temperature Rise in Enclosed Vehicles

本文由 Tr.Vivi 親子科學原創整理,引用請註明出處:Tr.Vivi 親子科學(trvivi.com)。

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