近日來，全國多地高溫刷新歷史紀錄，山東、江蘇、安徽等地氣溫甚至打破了歷史極值，極端高溫下，「抱冬瓜睡覺」的降溫法意外在社交媒體上爆紅。當 40℃ 的高溫夜讓人輾轉難眠，一根冬瓜真能帶來清涼嗎？它的降溫原理是什麼？讓我們來看看知乎答主們是怎麼解答的吧~

冬瓜為什麼能夠成為「降溫神器」？

答主：瞻雲

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冬瓜降暑，看起來挺離譜，但實際很合理。

我們先選一個城市作為代表。

就南京了。

南京近期最高氣溫為 35℃。

有人可能就有疑問了，35°C 明明比人體溫度更低，為什麼人還會感覺到熱？

因為，熱量從高溫傳向低溫，人體要散熱，就必須形成一個溫度梯度

從舒適環境進入 35°C 的環境，人體不僅不會散熱，反而會吸熱。

人體正常活動時，僅僅一個細胞內就發生著千萬次的生化反應，從而源源不斷地產生熱量。

這些熱量從核心部位不斷向外傳遞，會形成一個逐步降低的溫度梯度。

不僅人體存在溫度梯度，人體皮膚要把熱量不斷釋放到空氣裡，與空氣也會存在一個溫度梯度。

也即：人體核心溫度＞皮膚溫度＞空氣溫度。

當人體不存在明顯機械功時，人體的熱平衡滿足這樣的關係：

M 是人體新陳代謝總功率，躺平 70W 左右，看書寫字等正常活動 100W 左右
Q_b為人體向皮膚的熱傳導總功率。
Q_sk是皮膚總散熱功率，包括皮膚輻射散熱、空氣對流散熱、皮膚蒸發散熱三個部分。
由於呼吸散熱很小，本公式已忽略。

我們的皮膚之所以要透過感受器感覺熱和冷，本質上是透過這樣的機制，提醒人避開高溫和低溫讓人體的散熱，保持在一個最適宜的程度。

當人處於最適宜的冷熱狀態時，皮膚溫度大約為 33℃ 左右。

由於皮膚要不斷向環境散熱，當人處於最適宜狀態時，環境溫度大約 28℃ 左右。

28°C 比起 35℃，足足低了約 7℃。

當人從 28°C 的舒適環境走到 35℃ 的環境內，由於環境溫度高於皮膚溫度。

人體不再是對外散熱，而是直接從環境吸收熱量，導致體表溫度升高。

人體皮膚溫度要一直升高到，釋放的熱量等於人體新陳代謝熱量才會停止。

建立新平衡後，人體皮膚溫度達到多少呢？

計算一下：

皮膚對外釋放的總量熱量，主要為輻射散熱、對流散熱，以及蒸發散熱，總平衡關係有：

根據斯特藩-玻爾茲曼定律：

人體輻射散熱為：σ

ε 為輻射係數，取值為 1。

σ 為斯特藩-玻爾茲曼常量，取值 5.67×10^-8W/m²·K⁴ ，T 為熱力學溫度。

根據，牛頓冷卻定律，皮膚表面空氣對流散熱為：

h 為自然對流換熱係數，有經驗公式：h=1.48 x ∆T^0.25

人體表面積 A 為 1.5~2m^2，不妨取箇中值 1.75m^2

皮膚蒸發散熱：

r 為水的汽化潛熱。

SW 為皮膚出汗速率，有經驗公式：

SW = 8.47 × 10^-5 × [ 0.1 × T₈+ (0.9 × T_c) – 36.6 ]

根據以上三個公式，可計算出環境溫度為 35℃、人體熱功率 100W 時。皮膚表面溫度為：36.7℃

此時，輻射散熱約 19W。
對流散熱 5W。
皮膚蒸發散熱 76W。

這個溫度，足足比皮膚舒適溫度高了 3.7℃。

低於適宜溫度時，人體幾乎不怎麼發汗，稍高於舒適溫度，通常蒸發散熱 25% 的總熱量。

此時的蒸發散熱超過了 75%。

這還是考慮人體發出的汗液，全部被蒸發的情況。如果溼度過高，皮膚汗液蒸發不及時，皮膚溫度可超過 37℃。

在這樣的皮膚溫度下，人體核心溫度也會大大升高。

人體的熱傳導，根據傅立葉定律，有：

λ 為皮膚熱導率。人體含水 70%，皮膚熱導率約 0.432 W/(m·k)
A 為皮膚表面積。
∆T 為核心溫度與皮膚表面的溫差.
T 為皮膚平均導熱厚度，非寒冷狀態下約為 3cm。

由於 Q_b 與溫差成正比，那麼皮膚溫度升高多少，核心溫度就會升高多少。

核心平均溫度將高達：40.7℃(37+3.7)

ps：雖然肝臟和大腦最高溫度都能達到 40℃，但人體核心平均溫度依舊在 37℃ 左右。

而輕症中暑體溫超過 38°C，重度中暑可達 41°C。

可知長期（靜息狀態 >3h，運動狀態<3h）呆在 35℃ 環境下，在沒有其它降溫措施的情況下，至少會出現輕度中暑，部分超重甚至肥胖人群（人體散熱更差）甚至可能重度中暑。若通風嚴重不良，且無其它降溫措施，所能待的時間將大大降低，嚴重可出現熱射病。

冬瓜的溫度和環境相同，同樣是 35℃，為什麼卻能清涼助眠呢？

雖然媒體傳播的所謂《夏夜抱瓜眠》極有可能是偽作，但冬瓜降溫還真的可以。

冬瓜含水量高達 95% 以上，表皮為由含蠟質的角質層和含植物纖維的角化層組成。

透過文獻可以發現，含水量越高，表面越光滑的水果，通常熱導率越高。

測試環境的溫度超過 30℃，而 30℃ 水的熱導率為 0.617 W/（m·k）。

可以發現大多數水果都是接近 0.6 W/(m·k)，獨獨西瓜 0.616 W(m·k) 的熱導率和水已經非常接近。

考慮冬瓜和西瓜同屬於葫蘆科，表皮都很光滑，熱導率也會比較接近。即便略微偏低，在 35℃ 的環境取值 0.6 W/(m·k) 也是非常合理的。

0.6W/(m·k) 比起 0.432 W/(m·k) 的皮膚熱導率高了很多。

人在接觸冬瓜的剎那，會因為冬瓜的吸熱而感覺到涼意。

人的皮膚溫度在 1 秒鐘內產生的功率損失高達 1500w/m^2 （可透過傅立葉定律和熱擴散方程計算瞬時熱通量）。

皮膚溫度會在短時間降低到 35℃ 附近。

雖然 33℃ 的皮膚溫度是平均舒適溫度。但舒適溫度其實是一個區間。

從左到右：冰、冷、涼、中、溫、熱、燙

不冷不熱適中的皮膚溫度區間，其實在 30~37℃ 範圍內。

受限於人的胖瘦、脂肪厚度，以及是否有風，這個溫度範圍內，其實不同人的體感差異巨大。

另外，不僅僅皮膚絕對溫度的高低讓人感覺到冷熱。

熱量的迅速流失和吸收，也會讓人感覺到顯著的冷熱變化。

因為 30~45℃ 的範圍內，冷覺受體和溫覺受體是同時啟用的。這個溫度區間，皮膚吸熱，我們就會感覺到熱。皮膚放熱，我們就會感覺到冷。

背後涉及的生化原理，和把手從熱水中泡一會兒再拿出放進溫水會感覺到冷是一樣的道理:長期高溫刺激，消耗過多溫覺受體，突然進入更低的溫暖溫度，因溫覺受體遠少於冷覺受體，因而感覺到冷。

不同溫度受體的啟用溫度

所以，我們 36.7℃ 的皮膚，接觸 35℃ 的冬瓜，會因為熱量的流失而感覺到涼快。

而且，由於人體的核心溫度已經超綱（前面計算出平均溫度高達40.7°C），冬瓜個頭大，吸熱量大。大冬瓜的重量可以接近人體，僅僅 2℃ 的溫差，總共也可以吸收幾十萬焦耳的熱量。

由於人體核心距離冬瓜核心，相隔脂肪、皮膚、冬瓜皮、冬瓜肉等等結構，人體核心對冬瓜的導熱是先快後慢的。

所以抱著冬瓜，會一開始感覺快速降溫，但降溫又比導熱率非常高的材質更加的持久。持續的時間，足夠令人安睡。

但需要說明的是，隨著冬瓜的升溫，降溫效果會大打折扣。

持續時間 1 個小時左右就差不多了。

所以熟睡後，就可以踢開冬瓜，讓它滾滾了。

ps. 其實女性皮膚溫度比男性的略低，想必諸多男男女女已經用實踐證明——冬天抱著男朋友可以取暖，而夏天抱著女朋友睡，可以短暫降溫（前提是對方不嫌棄你身上的汗）。

除此之外，還有哪些精彩回答呢？

答主@知謙 說「道理很簡單：冬瓜的導熱係數遠遠高於空氣，抱著它，人體降溫會更快，直到冬瓜溫度和人體溫度比較接近。人體就是一個熱輻射源，任何時候都在產生熱量。如果環境溫度升高到接近或超過體溫的範圍，身體就會想辦法散熱，環境溫度越高，散熱需求就越迫切。人體散熱的途徑有兩種：一是熱傳導，二是熱對流。冬瓜起的作用，主要是熱傳導，把熱從人的身體傳遞到冬瓜上去。」

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題圖來源：@瞻雲

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