Prøv dette lille eksperimentet. Plasser en hånd omtrent 20 centimeter fra munnen og blås på den: luften vil virke relativt kaldt. Nå, uten å bevege hånden, pust på den med munnen på vidt gap: plutselig vil luften dukke opp for deg definitivt varmere. Selv om du aldri har lagt merke til dette, bruker du det fortsatt hver gang du blåser på det i stedet for å puste på det for å avkjøle en varm suppe. Likevel er temperaturen på luften som kommer ut av lungene våre alltid den samme (ca 37°C). Så hvordan forklarer vi denne forskjellen?
Når man snakker om oppførselen til væsker i virkelige situasjoner, for eksempel luften vi blåser, er det alltid hensiktsmessig å lage et grunnleggende premiss: Væskemekanikk er ekstremt kompleksselv for profesjonelle, vil derfor et reelt og uttømmende svar måtte ta hensyn til mange mer eller mindre kompliserte faktorer. Men hvis vi bare ønsker å gi en forenklet idé om hva som skjer, ligger nøkkelen til å forstå dette tilsynelatende paradokset i to hovedparametre for luftstrømmen vi sender ut med lungene: fart og den trykk.
Hovedforskjellen mellom å blåse og puste er luftstrøm diameter som vi slipper ut av munnen. Når vi blåser, gjør vi luftutgangshullet mye mindre og «tvinger» derfor luften til å passere gjennom en smal passasje.
Nå, når en væske beveger seg, har den en tendens til å holde hastigheten så konstant som mulig omfangdet vil si hvor mye som går gjennom en gitt seksjon i løpet av en gitt tidsperiode. Derfor, ved å redusere seksjonen (som er det som skjer med luften når vi blåser den med munnen nesten lukket) hastigheten øker. Vi merker det tydelig på hånden vår: luften som når oss når vi blåser er betydelig raskere enn den som når oss når vi puster. Det er en konsekvens av det faktum at luften, som passerer gjennom en smal passasje, motsetter seg akkumulering og komprimering, og foretrekker i stedet å akselerere og gå ut raskere.
Vel, hva skjer nå når en bevegelig væske øker hastigheten? Det senker blodtrykket ditt. Dette fenomenet kalles «Venturi-effekt» til ære for den italienske fysikeren Giovanni Battista Venturi som først beskrev det. Det er prinsippet at lar fly fly: luftflaten får luften under vingene til å strømme saktere enn luften over, og skaper en trykkforskjell som resulterer i en kraft rettet oppover, den s.k. løfte.
Denne oppførselen er en konsekvens av det faktum at væsker, som nesten alt annet i naturen, han ønsker å holde energien konstant. Dette er beskrevet i fysikk siden Bernoullis teoremmen her er vi i hovedsak interessert i en konkret konsekvens av at den blåste luften har et relativt høyt trykk: den s.k. dra (medbringelse på engelsk). Hva gjør lavtrykksluft egentlig? Den tiltrekker seg luften rundt ved høyere trykk. Det er derfor vinden blåser. På den mye mindre skalaen vi blåser, tiltrekker og drar den raske lavtrykksluften vi blåser den kjøligere luften rundt seg. Strømmen som når hånden vår er derfor kun sammensatt i beskjeden grad (ca 40 %) fra den varme luften i lungene våre, mens resten er luft ved romtemperatur, derfor desidert kaldere.
Når vi puster kommer luften ut fra en mye større åpning, så hastigheten øker ikke nevneverdig og følgelig faller ikke trykket mye: Luftmotstanden er mye mildere, og luften som når hånden vår er nesten fullstendig sammensatt av den varme, fuktige luften som kommer direkte fra lungene våre. Du kan se det på bildet nedenfor.
Vil du ha en demonstrasjon av alt dette? Vi har nok: vi gir deg to.
- Hvis du i stedet for å blåse og puste på hånden som holdes i en viss avstand, gjør det på hånden som holdes rett foran munnen, vil du umiddelbart innse at nå den blåste luften er like varm som pusteluften. Dette er fordi hånden avskjærer flyten før dragingen rekker å skje.
- Hvis du blåser og puster på et tomt rør, vil du ikke lenger føle en betydelig temperaturforskjell, selv i dette tilfellet. Dette er fordi veggene i røret mekanisk forhindrer at det oppstår medriving.
Går man mer i detalj, er det andre mindre effekter som bidrar til at den «blåste» luften er kaldere enn den «pustede» luften. For eksempel, når vi blåser, kommer luftstrømmen ut av munnen vår kan ha en tendens til å utvide seg på nytt og ved å gjøre det reduserer temperaturen litt.
Til slutt er det fenomener knyttet ikke så mye til selve lufttemperaturen, men til hvordan luft interagerer med hånden vår. Den blåste luften, i tillegg til å være kaldere, er også raskere og derfor «bedre» til å kvitte seg med luften som omgir hånden vår og varmes opp av hånden selv. Ankomsten av ny, kjøligere luft favoriserer frigjøring av kroppsvarme: dette fenomenet kalles «vindavkjølingseffekt» og vi er vitne til dette hver gang vi har en tendens til å føle oss kaldere når vinden blåser sterkere, eller hver gang vi slår på en vifte om sommeren.
Luften som når oss kan også være mindre fuktig enn den som umiddelbart omgir hånden vår, og dermed favoriserefordampning av fuktighet på huden våren annen prosess som sprer kroppsvarmen til miljøet. Begge disse fenomenene, som avhenger av både temperaturen og luftens hastighet, er mye mildere når vi puster: her er luften varmere og langsommere, derfor produserer den mye mindre vindkjøling og mye mindre fordampning.
