晚上盖着被子睡觉，为什么被窝里的温度不会越来越热，而是最终维持适宜的温度？
当环境湿度在 40\%-70\% 的时候，人体感觉最舒适的温度在 18^{\circ}C-25^{\circ}C [1]，低于正常体温。而盖被子时，被子越厚保温效果越好。另外，人体也在不停地发热，发出的热量一部分穿透被子散发到空气中，另一部分会造成被窝内温度上升。如果留在被窝内的热量足够多，就会导致被窝温度超出人体适宜温度上限，人就会感觉到热。从这些分析可以看出，在严严实实裹好被子的情况下，如果睡得足够久，被子的厚度是决定被窝温度的关键。 我们试着建立一个稍微精确些的模型。我们假设人晚上都是裸睡的，并且把人体抽象成一个半径 25cm ，恒温的无限长圆柱。假设人体是一个绝对黑体，那么根据斯特蕃—玻尔兹曼定律可以得到人体单位面积的发热功率： P=5.67\times10^{-8}W/(m^2K^4)\times(310K)^4\approx50mW/{cm}^2 再假设被子是一层热导率与棉花热导率 \kappa=0.05W/(m\cdot K) 相同、质量定压热容与棉花热容 c=1.25\times10^3J/(kg\cdot K) 相同的厚度为 d 的圆筒，另取棉花密度 \rho=0.3g/cm^3 。环境温度 T_0=290K （大约 17^{\circ}C ），与北方冬天城市供暖标准基本一致。 这样问题就被简化成了一个内径 R_1=25cm ，外径 R_2=(25+d)cm 的圆筒传热问题，满足方程 \frac{\partial T}{\partial t}=\frac{\kappa}{\rho c}(\nabla^2T) ，内壁 R_1 处傅里叶导热定律 P=-\kappa\frac{dT}{dr} ，外壁处牛顿冷却定律 q=h(T(R_2)-T_0) ，取空气对流换热系数 (量级在 1-10 )， q 为外壁单位面积的传热功率。此外体系满足初始条件 T(r)=T_0 ，稳态边界条件 T(R_2)=T_0 [2]。 经过简单的计算，我们可以定性地得到结果：被子厚度 d 越大，达到相对稳态时被子内表面温度 T(R_1) 就越高，达到稳态花费的的时间\Delta t也越长。被子无穷厚时，内表面的傅里叶导热定律要求 T(R_1) 略小于 37^{\circ}C ，被子厚度为 0 时， \Delta t\rightarrow0 。当稳态内表面温度为人体适宜的 30 摄氏度时，对应的\Delta t明显小于每晚睡眠时间 8 小时。 所以，如果你的被子盖起来越来越热，请向你亲爱的妈妈求助，换一床薄一点的被子。如果妈妈觉得你冷而拒绝了你的请求，你也可以在半夜热醒了的时候翻一个身，把被子掀开/蹬掉。如果你实在睡得太死，不会翻身掀被子，那么请精确求解上面的模型，并代入你被子的厚度，按照解出来的被子升温曲线确定你的睡眠时间，以保证睡醒的时候刚好被子的温度达到适宜睡眠的温度上限，然后在睡醒以后把求解的结果告诉我。如果这还不能满足你睡眠的需求，请采用微积分的思想，把被子微分成若干层睡衣，每天晚上都多穿一层睡衣睡觉，不断实验。不出一年，一定能找到合适的睡衣层数。 最后，祝安眠。 参考资料： [1]中国气象报,2017年12月15日,第四版 [2]陶文铨. 传热学（第五版）[M]. 高等教育出版社, 2019.