《泰坦尼克號》傑克為什麼會先死?水裡的溫度不應該比空氣中高嗎?

水裡再冷,也不過零度。空氣中溫度肯定比零度低,羅斯身上也是濕的,不應該先凍死嗎?


哇哈哈哈 我也終於可以說一次了
本題得票最高的那兩個答案都是錯誤的!

流言終結者專門有一集是討論這個


有科學探索精神的主持人專門用硅膠、銅管和水泵做了個帶血液循環的人體模型,一邊做實驗一邊用紅外線探測儀測溫度。
而且為了符合官方的設定主持人還超賤的把卡梅隆給叫來了。。。

根據在冰水裡和木筏上的模型測試對比,發現兩者降溫幅度和想像的不同,基本是一樣的。全濕和半濕被風吹的區別並不大,而怎麼死的關鍵是滿足木筏上面的凍死和在水裡的淹死所需時間不一樣。

凍死即是低溫症以及其併發症,人體降溫有個臨界點,一旦體溫到了27度以下,肌肉就會失去控制,癥狀是昏迷或者痙攣,根據實驗結果,人體在冰水裡和木筏上都是40-50分鐘左右就會降低到這個溫度,所以在水裡的必死無疑,而木筏上面需要大約90分鐘才會被凍死。


按照劇本的設定Rose獲救的時間是落水後的第63分鐘,被救援船上面的大副發現了,所以在木筏上面的Rose有可能活下來,而水裡的JACK死掉了,死因是笨死。。。

迅雷看看F8截圖 Photoshop拼圖~

話說您有這個覺悟,幹嘛不早說。。。

話說您有這個覺悟,幹嘛不早說。。。


冬天在室外,你用手摸一塊鐵和一塊木頭,哪個冷?當然是鐵。
但是,兩者的實際溫度是一樣的。你覺得「冷」,是因為鐵的導熱能力強,你手上的熱量迅速流失了,導致你手的溫度很快變得很低。
同樣的道理,水的導熱效率也很高,整個人浸入冷水中,那樣的熱量流失速度是驚人的。而空氣是熱的不良導體(這點可能跟平常的直觀感受不一致)。棉襖之所以保暖,不是因為棉襖本身,而是因為它在人的身體周圍固定了一層空氣。


不會游泳的工人來回答一下。
我覺得這是一個散熱速度問題。
因為海水接近冰點,明顯低於傑克的體溫,所以水中的傑克的身體熱量不斷被海水傳遞走。而且因為海水熱容大,且具有流動性,所以傑克周圍的海水溫度幾乎保持不變,從動力學上看熱傳導速度只取決於傑克的身體和海水的溫差。而美女趴在木板上,因為空氣相對水是熱的不良導體,所以熱量主要是以熱輻射的形式傳播的。而且空氣中輻射傳熱的速度遠遠低於水作為介質傳導,所以傳熱方式的不同就決定了美女比帥哥的熱量流失速度要慢得多。
美女的一側身體貼在木板上,散熱面積減小一半,而傑克是全身浸泡在海水裡,接觸面積也要更大。另一個可能是美女的木筏隨水流漂動時,身體的下側會浸沒水中,因此也有一部分通過海水進行熱傳導,所以美女可能是同時以熱傳導和輻射的方式散熱。不過無論是傳熱面積還是傳熱方式來講,傑克熱量損失的速度都遠遠比美女要快。所以悲劇就產生了。。。


2013.3更新:恰好看到這個TED視頻(Lewis Pugh swims the North Pole),感興趣的可以看看,增加點直觀的感受。

@負二 那裡的討論很激烈,針對批評意見修改一下答案吧,主要的結論我已經用粗體標出:
先說主要結論:Jack和Rose周圍的溫度條件是差不多的,兩人散失熱量的速度卻不一樣。Jack先死是因為他泡在流動的冰水裡,散熱快

Rose濕衣服結冰與否以及是否緊貼皮膚對討論結果影響很大,三種可能:

1. 結冰,緊貼。Rose衣服溫度就是冰點溫度或更低,但考慮到「當晚無風」(大家都忘了這個條件了嗎?),蒸發、空氣對流什麼的都比較小。比較可能的一種情況是,緊貼衣服的一層冰就化掉了,這樣皮膚的溫度基本就是冰點溫度。海水中因為有鹽,溫度是可以低於冰點溫度的。(因為附近漂著冰山,可以知道不會高於冰點)。就認為兩人周圍溫度一樣吧。再看傳熱係數:Jack在水裡,周圍一堆人在亂動,海水翻滾,對流強烈;Rose這需要先解釋一下(@jordanfc 請看這裡),在衣服的溫度是0度這個邊界條件已經假定好了的情況下,就不必再考慮衣服跟外界的傳熱了,所以是皮膚與衣服的傳導,而衣服是冰與纖維的混合物。結論:Jack失熱快。
2. 未結冰,緊貼。衣服溫度就是冰點溫度或略高。討論跟上面差不多。
3. 未結冰,不緊貼。那就是我原來答案的情況了。Rose衣服里隔著層空氣,誇張點說就是件羽絨服,當然這件羽絨服上貼著些冰涼的水,但比Jack的情況還是好很多了。

綜上,Jack散熱快,死得快。


@負二 提到的夏天穿濕衣服在空氣中失熱快的問題我也思考了很久,我認為在這裡情況並不一樣:①這裡沒有夏天那種風;②衣服如果結冰蒸發速度會小很多。

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有疑問歡迎繼續參與討論,但請不要再上來就說什麼理科生怎麼怎麼樣,有什麼不同意的站出來好好討論,你說的有道理自然會把你頂上去。

基本把原答案顛覆了,引用起來吧,免得被人說毀屍滅跡。。。

最主要的是傳熱係數的差異。人體暴露在相同溫度的水和空氣中時傳熱係數是相差幾個數量級的,你把手伸到冰水和零下幾度的冷庫中,肯定是在冰水中更冷。

你所說的空氣和水的溫度差異,實際上在這樣大的傳熱係數差下,那點溫差完全可以忽略了。

上面的話是給非熱學相關專業的人看的,再補充幾句半專業的話吧
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  1. Jack和Rose都屬於「固體」與「流體」之間的傳熱,主要是三種換熱方式中的「對流傳熱」

  2. 肉-水和肉-空氣的組合,在相同的條件下(溫差、流速等),前者的傳熱效率高得多(這個我想冬天洗過冷水澡的都有直觀感受)

  3. Rose體表被衣服包著,空氣流速小,Jack在海里,衣服擋不住海水流動。流體的流速對傳熱速度影響很大

  4. 空氣的比熱小,Rose衣服隔在裡面的空氣很容易就被加熱,相當於一個保護層,而水的比熱大,Jack相當於一直暴露在0度(左右)的水中

PS. 公式就不給了,拋磚引玉吧 對流換熱係數_百度百科


羅斯是個胖妹紙,要不為什麼現在都叫她肥溫,開個玩笑~
傑克相比羅斯更瘦,皮下脂肪少,更不利於禦寒。人是否能生存主要是看熱量的流失速度,氣溫並不一定是決定因素。在《荒野求生》中,冰水裡人體的熱量流失速度比在同等溫度下的空氣中快很多倍。


記得有人說這就是水冷和風冷的區別嘛。


冬天的時候,對,就現在,去用自來水洗衣服洗菜,然後把這個問題關閉了。


非理科生,沒有環境或水文方面的學識,僅說個人生活經驗。生活在美國舊金山灣區的人都知道,哪裡海灣的海水奇冷無比。著名的監獄島(電影《石破天驚》的故事發生地)就在那裡,幾乎沒有人能游過2英里的水域,無論冬夏。手頭沒有那裡的水文記錄,但有人夏天落水數分鐘凍斃的案子。


蟹妖。

……
我再次確認,脫離實際學物理真的很害人。

1)有種東西叫浮力;
2)人體在死亡以前不可能具備比木板等物更好的浮力;
3)人需要呼吸;
4)人體任何時候都不具備轉化水中含氧做為給養的能力;
5)人需要浮在水面上呼吸;
6)傑克需要不停的撲騰和「踩水」才能保證呼吸;
7)泰坦尼克的救援隊來得比較晚——好吧,起碼比我朝87年後的大舜號渡輪救援要來得快(前者234分鐘,後者7個小時);
8)傑克沒有體力維持持續蹬水,且在水中體熱喪失得比單純的暴露潮濕軀體在空氣中略慢而已;
9)傑克沒有體力抱持繼續在水面上呼吸了;
10)傑克不是凍死的,是體力喪失殆盡淹死的。

另外:水下溫度是會低於0度的。海水0度不結冰。

最後,傑剋死因真正的槽點是這個:


看了大家的回答, 大部分回答對熱量是怎麼交換的處在似是而非的狀態, 特別是用比熱解釋的, 完全有誤導嫌疑。 還有一些只考慮局部變數的分析基本上都是無法推導出結論的。

看了大家的回答, 大部分回答對熱量是怎麼交換的處在似是而非的狀態, 特別是用比熱解釋的, 完全有誤導嫌疑。 還有一些只考慮局部變數的分析基本上都是無法推導出結論的。
我畫了個草圖, 幫助大家理清jack和rose與周圍環境的熱交換過程。
前面Charles Chen同學已近提到了主要區別來自傳熱係數的不同, 也給出了公式, 我在這就不重複了
ps: 灰色的圈代表衣服, 因為在空氣中濕衣服和身體只有薄薄的一層, 沒有什麼流動的空間, 可以認為是靜態的, 所以是濕衣服加+薄薄的空氣, 兩個熱阻串聯

5月6號更新:

這個問題後來的爭論本身就很無聊, 要是客觀的話我傾向於水中natural convection(自然對流?), 空氣也自然對流,更符合當時情況。 但兩個量仍然差著數量級, 結果根本沒有懸念。
問題是@負二把水攪渾了, 提出兩個看似有道理, 實際確不那麼對的干擾項
1, 濕衣服會使rose失熱更快。
2, jake的衣服會鎖住水, 形成隔熱層。

就第一個問題, 首先就之前我沒有把模型建好認個錯, 當時確實忘了考慮, 低估了蒸發失熱的量, 事實證明蒸發失熱雖然不大(幾十瓦), 但和對流失熱還是處在一個數量級的, 事後大概按正常的設定算了一下, 濕透的衣服大概2mm厚時隔熱作用正好抵消蒸發失熱( 假設當時的相對濕度是0%)。 也就是說即使一直保持濕透狀態, 仍要比2mm還薄才會導致穿衣服反而失熱更快。根據電影中的畫面, rose穿的似乎是類似窗帘料子的絨衣服, 還批了個坎肩, 所以應該厚於這個2mm。

其實兩個問題是一個問題, 就是他想把衣服裡面的和外界隔起來。 其實這樣想非常具有欺騙性, 以至於被忽悠住的人實在不少。
問題出在哪裡呢? 問題在於零度的邊界調節, 並非發生在恰好邊界處, 而是距離邊界一定遠的地方, 這個地方可能是1m, 也可能是1cm。 但是這個降溫曲線是存在的, 而且相對於濕衣服, 這段比較抽象的過程share了更大的權重。

希望能夠幫助大家理清思路

希望能夠幫助大家理清思路


當時海水接近冰點,而女性皮下脂肪比男性多幾乎10%.這種情況下男性比女性更容易引發低體溫症,況且在此癥狀發作時握力和手指靈活度會減小許多。hhh!!


邪鑰……(可是科學真的不是我的強項啊)
首先「水裡再冷也不過零度」是針對純水而言的,海水的平均冰點大約比純水低2度,而且鹽分濃度越高冰點越低。所以海水的溫度顯然低于海面空氣啊。
還有,即使在溫度相同的情況下,水導熱強於空氣,你想為什麼30度的空氣很熱,但30度的水只能算「溫水」。


用戲謔的話說,因為羅斯的脂肪比較厚,整體體積比較大,傑克太瘦了。大家都知道為什麼南極的動物體積都會比較大,因為體積大的散發熱量比較慢,舉個例子,一杯水和一滴水暴露在空氣中,當然是一滴水涼得比較快,同理可證,羅斯在體積上大於傑克,所在同樣暴露在低溫環境里,羅斯散發熱量比傑克慢,所以最後是傑克被凍死了,結論:胖子才是王道。


水的導熱速度比空氣大得多。


我覺得好像所有人都搞錯了一個問題,傑克好像不是凍死的,而是凍僵以後沉下去淹死的。


傑克沒死啊,他自己一個人漂流到一個荒島上,撿了個排球玩,還給那球起名威爾士,然後他又自己在島上造了艘船,取名黑珍珠號,在加勒比海做一些沒本錢的買賣,無非是:到得江心,且問你是吃板到面還是吃餛飩。


在海洋里體溫的流失是空氣中的25倍,這也是為什麼潛水員都穿從頭到腳的潛水服的原因,分為5、3毫米濕衣。


這個嚴肅的話題不應該有那麼多娛樂的成分在裡面。

海水的冰點並不是零度,這是最關鍵的。
大西洋的平均鹽度值為35.4‰,冰點為零下1.9攝氏度。
泰坦尼克號沉沒前一日10:30am氣溫為零下0.6攝氏度。

氣溫是「遠」高于海水溫的,更不用說在水中體溫流失是氣溫的數十倍。

所以落水後幾分鐘內就會因為體溫極速流失導致死亡。


依然記得在泰坦尼克百年展中那塊巨大的冰山,邊上的介紹板寫道:
「請觸摸這塊冰山,當夜的水溫遠比這塊冰山寒冷。」
我所觸摸到的,是1522人在漆黑一片冰冷海水中的無助與絕望。


水的導熱速度是空氣的29倍,簡單點理解,你泡在水中,身體的熱量散失的速度是空氣的29倍.不夠嚴謹,但是大概可以這樣理解.水過快的導熱速度導致傑克先掛.


水的比熱容比空氣小,所以更加容易吸熱。水和空氣上升相同的溫度水會帶走更多的熱量。


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