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【通識】野營露宿的熱力學小科普



《敵情下睡眠技巧》文中的第五點睡墊的部分(全文翻譯請參考最下方),初版內容中,為著重於本段的重點睡墊,我僅取了“Right, smaller body is going to transfer the heat to that larger body” 這段直接進行翻譯做「熱量會從體積小的地方流向體積大的地方」,畢竟對於多數可能已經將高中物理忘光的朋友,知道「不用睡墊會失溫」這點更重要。

不過研究後我也發現這並非精準的說法,因為熱量的流動因素在於溫差,與物體體積大小無直接關連,這可能讓對物理有涉略的朋友以為我只是用Google直翻,建議改成「熱容積」。

如果參照影片原對白,我們大概可以列出幾個為什麼:

一、為什麼熱量會從量體較小的人體流向較大的地球?

二、為什麼即便在溫暖的環境中也一樣?

三、為什麼直接躺地上會失溫?

———

一、為什麼熱量會從量體較小的人體流向較大的地球?

「熱容積」的定義為一個物體上升一度所需、或下降一度所散失的熱量,地球與人體的質量差異巨大,因此地球的熱容積也大人體許多(一般物體間還涉及材質不同的「比熱」差異,但因為本文兩者質量過大,比熱可忽略)。

「熱傳導」的概念相信大家都很熟悉,就是熱量會從高溫處往低溫處傳遞,直到兩者溫度相同達到熱平衡。

因此這題你可以這樣想像,當均溫37度的人體躺在只有4度的地上,熱量會從人體往地面傳遞。


二、為什麼即便在溫暖的環境中也一樣?

因為地球的熱容積巨大,地面上升一度需要大量的熱量,因此即便是在白天如果沒有陽光特別照射,地面溫度也可能仍低於空氣的溫度,所以說即便北卡氣溫從華氏30度升至40度,地面的溫度可能仍低於氣溫許多,不過無論如何都不會高於人體均溫攝氏37度。


三、為什麼直接躺地上會失溫?

由於熱容積人體較小、地球較大,體溫下降失去的熱量遠不及傳給地面升溫需求熱量,讓兩者永遠無法達到熱平衡,人體熱量就會不斷地流逝。

寒夜之中環境缺乏熱對流、太陽輻射等外部熱量來源,讓人體無法補充熱量,最後才會導致失溫。


回到影片內所說“Smaller body is going to transfer the heat to that larger body”,這在地球與人體可忽略比熱的差距下是可以這樣解釋,其實是個通俗易懂但不太精確的說法。

你知道的1公升水的熱容量可能大於2公斤的鑄鐵鍋唷!

看到這,你頭暈了嗎?


其實我自己在這個點上研讀資料再潤飾也花了不少時間,不過我想如果你想要更深入「為什麼應該使用睡墊」背後原因,大概可以這樣理解 -

「由於地面的熱容量大,溫度不易隨短期氣溫變化而升高,其具有很強的吸熱性,直接睡在裸露地面時,人體的熱量會透過熱傳導流向地面使體溫降低。」

「特別是在低溫環境中,人體被冰冷的地面吸收過多熱量,但寒夜裡又無法從環境中獲得足夠的熱量進行補充,很容易出現失溫的危險。」

—原口稿直翻---

“We just look at the truth behind thermodynamics and how bodies transfer heat.”

「這裏,我們就來關注熱力學背後的真相以及物體間如何傳遞熱量」

“We know that the Earth is bigger than the average human being”

「我們都知道地球比人類平均質量來得大得多」

“Your mom may not have a problem sleeping right on the ground  because she's massive” 

「你老母也許因為很重,所以直接睡地上沒問題」

“But everyone else has a problem“

「但其他人這麼做可能問題就大了」

“Right, smaller body is going to transfer the heat to that larger body”

「是的,較小的量體會將熱量傳遞給較大的量體」

”It's that larger body is going to suck the heat from you which again in a warmer environment“

「所以即便在較溫暖的環境中,較大的量體(大於你)也能把熱量從你身上吸走」

”If you're in a tropical environment you're not going to need this“

「假如你在熱帶環境中也許你不需要這個(睡墊)」

”If you are in  a colder environment even out here in North Carolina this morning“

「但假如你在寒冷如北卡早晨的環境中」

”It's you know 40° now but it was 30 something degrees earlier“

「現在是華氏40度,早一點是30度(攝氏4.4度,早先是零下1.1度)」

”You will go hypothermic just from laying straight on the ground“

 「直接躺在地上將導致你體溫過低」


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本站先前分享過Warrior Poet Society頻道主John所示範的掩體後射擊教學,而上週John又再次示範了掩體後方「跪姿射擊」的姿勢重點。 . 影片中John列出掩體後跪姿要注意的三大重點: 🧱 機動性(Mobility):掩體後出槍的容易度,是否能快速進出掩體邊界。 🧱  穩定性(Stability):射擊時的穩定度,被擊中時是否能安全傾倒。 🧱  可瞄性(Signature):其實就是自己探出掩體的投影面積,對手是否容易瞄準你 . 依據這三大重點,John剖析了三種他推薦的射擊跪姿 - 膝蓋高、膝蓋低、膝蓋高2(這種他並沒有明確命名),這裡指的高低,是指靠近掩體邊界那隻腳的膝蓋。 . 🦵 膝蓋高(High Kneel) 高跪姿,可以提供出槍射擊時較好的穩定性,也是較容易掌握的姿勢。機動性尚可,可以透過跨步進出掩體邊界,但重心轉移調整身體角度上略有限制。這種跪姿另外一個優點在於,被擊中時較容易往掩體內傾倒,不會使自己暴露在敵火下。 不過相對的垂直外跨的小腿,會加大自己在對手瞄具中投影面積。 . 🦵  膝蓋低(Low Kneel) 是John個人覺堆間的姿勢,操作時靠掩體內的腳可以跨大一些,讓自己有更穩定的射擊姿態。藉由控制跪於掩體邊界的膝蓋位置,可以輕易調整自己探出掩體的角度,也由於膝蓋著地,這種姿勢是暴露投影面積最小的方式。 不過John提到相對缺點在於假如重心沒有控制得當,很多新手容易摔出掩體。相對的,這種姿勢若不幸被打中,也很容易往掩體外摔。(另外也要注意掩體寬度,不要讓另一隻腳跨到掩體外了) . 🦵  膝蓋高2(High Kneel2) 以側身面對威脅來源,透過微往前跨步、身體前傾進出掩體邊界,這種姿勢擁有相當好的機動性與最小的投影面積,且相當容易控制自己的重心。 John提到,他不喜歡這種姿勢的地方在於穩定性,因為身體側向目標,射擊時無法正確抵肩貼塞,影響射擊效率。 . 總之,一樣三種姿勢沒有誰對誰錯,單憑看倌習慣選擇,就像影片中John提到,雖然膝蓋高容易將小腿露出掩體外,但在他經驗中那種「膽怯謹慎,一定要蜷縮在掩體後方的傢伙」,通常越容易被打中,也是有時跟CQB一樣猛烈進攻才是戰鬥時該有的態度吧。 How to Kneel & Shoot From Cover EXPLAINED!...