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發熱衣真的會「自己發熱」嗎?它到底怎麼變暖的?

文/Tr.Vivi 親子科學 | Vivi 老師

Tr.Vivi 親子科學・科學解答

有些發熱衣確實能在吸收水氣時產生少量熱,這種現象叫做「吸濕發熱」。 人體即使沒有明顯流汗,皮膚也會持續散出水蒸氣。某些容易吸濕的纖維抓住這些水分子時,水分子和纖維之間形成較穩定的結合,會釋放一部分能量成為熱,稱為「吸濕熱」。但發熱衣不會無限產熱,長時間的保暖效果仍很大一部分來自衣物減慢人體熱量散失。

發熱衣沒有電池,也沒有加熱線,穿上去卻常比一般薄衣服更暖。

它並不是憑空製造熱。有些發熱衣利用的是纖維和人體水氣之間的作用,再搭配衣物本身的保溫效果。

沒有電池,發熱衣的熱從哪裡來?

即使坐著不動,我們的皮膚還是會持續向外散出看不見的水蒸氣。

有些纖維具有很強的吸濕能力。當水分子進入纖維、和纖維中的親水部位產生作用時,水分子會進入比較穩定、能量較低的狀態,多出來的能量就會以熱的形式釋放。

這種水分被纖維吸收時產生熱的現象,稱為「吸濕發熱」或「吸濕熱」。

所以它不一定要等到人已經流得滿身汗才開始作用,平常皮膚散出的水蒸氣就能提供水分來源。

為什麼發熱衣不會一直越穿越熱?

因為纖維能吸收的水分有限。

剛開始接觸比較多水氣時,吸濕作用較明顯,產生的熱也比較容易測到。隨著纖維逐漸接近和周圍濕度的平衡,繼續吸收水分的速度下降,吸濕發熱也會跟著減弱。

如果之後纖維把水分重新釋放出去,這個過程甚至會需要吸收能量。

因此發熱衣比較像是在水氣狀態改變時提供一段額外的熱,而不是像電熱毯一樣持續供應固定熱量。

穿起來暖,都是吸濕發熱的功勞嗎?

不是。

衣服要讓人覺得暖,除了產生一點額外的熱,更重要的是不要讓身體原本產生的熱太快散出去。

布料厚度、纖維結構、衣服裡能留住多少空氣,以及冷空氣能不能輕易穿過布料,都會影響保暖效果。

所以「吸濕發熱」和「保暖」其實是兩件相關但不同的事情:前者是在吸收水氣時釋放一些熱,後者則是降低熱傳導和空氣流動,讓人體原本的熱留得更久。

一件發熱衣穿起來到底暖不暖,最後是這些效果一起作用的結果。

參考資料

  1. 科技大觀園|發熱衣
  2. Polymers|Study on the Moisture Absorption and Thermal Properties of Hygroscopic Exothermic Fibers and Related Interactions with Water Molecules
  3. Textiles|Clothing Thermophysiological Comfort: A Textile Science Perspective

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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