窮人冷氣機真的可以降溫嗎？

圖片取自蘋果日報

這兩天大家都看到這個新聞，用寶特瓶和厚紙板就能辦到，可以讓室內氣溫降低5度！真的有這麼神奇嗎？

今天我們邀請到慈大江允智老師來幫我們解謎。

首先我們要探究的是：

1. 空氣經過寶特瓶壓縮離開瓶口瞬間膨脹能不能降溫？ 如果可以的話，那降低的溫度熱能哪去了？

2. 這個裝置是否真的可以讓房間溫度降低攝氏五度？

以下整理自江老師的解答：

1. 空氣經過寶特瓶壓縮離開瓶口瞬間膨脹能不能降溫？ 如果可以的話，那降低的溫度熱能哪去了？

當氣體由寶特瓶口衝進室內的瞬間，這時氣體便會瞬間膨脹，造成氣體分子之間的平均距離增加，對於分子間吸引力而言，產生的結果就是造成氣體的位能上升。

如果膨脹過程是等焓過程（即沒有能量交換）也就是氣體總能量守恆，在這樣的狀況下，位能上升使得動能下降（也就是說，降低的溫度在這個過程中，成為氣體分子的位能了），於是氣體的溫度降低。這是所謂的「焦耳-湯姆孫效應」(Joule–Thomson effect)，google一下就可以知道更多。

所以，空氣經過寶特瓶壓縮離開瓶口瞬間膨脹，是可以降溫的，而降低溫度的熱能成為氣體分子的位能了。

2. 降低攝氏五度，可能嗎？

依照「焦耳-湯姆孫效應」效應的原理：

μ=(dT/dP) 

簡單說也就是

焦耳-湯木生係數（μ）=溫度差（度K）/壓力差（bar） 

請參考英文版的維基百科，以大氣中最主要成分氮做計算，假設焦耳-湯木生係數=0.2，也就是說寶特瓶兩邊至少要有25倍多的大氣壓差才做得到喔！如果吹進寶特瓶的只是微風，是不會產生加壓的效果的！

所以，如果空氣無法在寶特瓶口達成25大氣壓，吹出來的空氣的溫度是不可能降五度的！

※最好的綠能降溫方式是什麼？

如果想要達成室內降溫，又不想耗電，最好的方法是利用高低窗的設計，利用熱空氣自然上升配合適當的高窗導流，讓熱空氣自然流出，再配合低窗將較低溫的空氣利用壓力差自然引入，這樣自然循環很快就能讓室內降溫。而且，空氣流通體感溫度也能降低，空氣品質也能提升！
最好的案例就是花蓮慈濟靜思精舍的主堂設計，外遮陽加上凹的深開窗有效隔熱，高低窗空氣對流與屋頂木格柵有效引流，天氣越熱越能感覺室內空氣流通，完全不需要冷氣喔！