熱力學：晚上蓋著被子睡覺，為什麼被窩裡始終恆溫，而不是更熱？

先一言以蔽之，供大家自行找共同點：北方人吃餃子或包子為什麼一吃就是幾屜、幾籠，而南方人一般都是1籠就搞定，寒冷地區的北方人通常比南方人吃得更多，你仔細想想，是否如此？

人體很聰明的，有很多方法做到熱平衡。溫度低了，人體會加快新陳代謝，增加產熱，寒冷地區的人，往往更能吃。

換到被窩的角度來看的話，

當環境溼度在40%—70%的時候，人體感覺最舒適的溫度在18℃—25℃。而蓋被子時，被子越厚保溫效果越好。另外，人體也在不停地發熱，發出的熱量一部分穿透被子散發到空氣中，另一部分會造成被窩內溫度上升。

如果留在被窩內的熱量足夠多，就會導致被窩溫度超出人體適宜溫度上限，人就會感覺到熱。從這些分析可以看出，在嚴嚴實實裹好被子的情況下，如果睡得足夠久，被子的厚度是決定被窩溫度的關鍵。

我們假設人晚上都是裸睡的，並且把人體抽象成一個半徑 25CM，恆溫的無限長圓柱。

假設人體是一個絕對黑體，那麼根據斯特蕃—玻爾茲曼定律可以得到人體單位面積的發熱功率：

再假設被子是一層熱導率與棉花的熱導率相同、質量定壓熱容：

與棉花熱容相同的厚度為

的圓筒：

另取棉花密度：

環境溫度（大約17℃）：

與北方冬天城市供暖標準基本一致。

這樣問題就被簡化成了一個

內徑

：

外徑：

圓筒傳熱問題的滿足方程為：

內壁

處的傅立葉導熱定律

外壁處牛頓冷卻定律：

取空氣對流換熱係數（量級在1-10），q為外壁單位面積的傳熱功率。此外體系滿足初始條件：

穩態邊界條件為：

經過簡單的計算，我們可以定性地得到結果：被子厚度

越大，達到相對穩態時被子內表面溫度

就越高，達到穩態花費的的時間

也越長。被子無窮厚時，內表面的傅立葉導熱定律要求

略小於

，被子厚度為

時，

。

當穩態內表面溫度為人體適宜的

攝氏度時，對應的

明顯小於每晚的睡眠時間

小時。

所以，

如果你的被子蓋起來越來越熱，請向你親愛的媽媽求助，換一床薄一點的被子。如果媽媽覺得你冷而拒絕了你的請求，你也可以在半夜熱醒了的時候翻一個身，把被子掀開/蹬掉。如果你實在睡得太死，不會翻身掀被子，那麼請精確求解上面的模型，並代入你被子的厚度，按照解出來的被子升溫曲線確定你的睡眠時間，以保證睡醒的時候剛好被子的溫度達到適宜睡眠的溫度上限。

如果這還不能滿足你睡眠的需求，請採用微積分的思想，把被子微分成若干層睡衣，每天晚上都多穿一層睡衣睡覺，不斷實驗。不出一年，一定能找到合適的睡衣層數。

總結：

被窩只是個保溫杯而不是電熱毯，溫度是人體發出來的，人體是恆溫的，並不能被加熱。所以被子保護了你的溫度，而且是在有限必要充分的條件下完成的。

所以終極真相就是：

當溫度過高時你會踹，當溫度過低時你會拽！

再由萊頓福萊斯特效應對我們被窩裡的“人體隔熱層”的輔助效應作為間接加持！

我建議衛生條件好的朋友，尤其是正處在北方寒冬季節中的北方朋友，可以採取裸睡的方式，那樣會更讓你覺得一夜暖和。

別問我是如何知道的這種睡法為什麼更暖和？

我是東北人，而且我裸睡，

現在外面下著雪，正處在遼寧冬季最寒冷的一個“大寒”階段，加上各種基礎科學理論的支撐，讓我

冷暖自知

呀。