Có, nhưng ít hơn nhiều người nghĩ và không phải lúc nào cũng vậy. Vải đen hấp thụ nhiều ánh nắng hơn nên bản thân tấm vải nóng hơn vải trắng thấy rõ; nhưng cơ thể bạn có nóng hơn hay không còn tuỳ vải mỏng hay dày, áo bó hay rộng, có gió hay không. Với áo bó sát người giữa nắng lặng gió, áo đen nóng hơn rõ; với áo rộng thoáng có gió lùa, chênh lệch có thể gần như không còn.
Cảnh dễ gặp: chiếc áo đen giữa trưa
Đi bộ giữa trưa tháng 6 ở miền Trung, áo phông đen bám sát lưng nóng hầm hập, sờ vào mặt vải thấy ấm hơn hẳn áo trắng của người đi cạnh. Chiếc xe máy màu đen dựng ngoài nắng có yên và vỏ xe nóng hơn chiếc màu trắng bên cạnh. Ô tô sơn đen đậu ngoài trời, mở cửa ra hơi nóng phả vào mặt.
Những cảm nhận ấy đều đúng. Nhưng nó dẫn đến một câu hỏi thú vị: nếu áo đen nóng như vậy, vì sao nhiều dân tộc sống ở sa mạc nóng nhất thế giới lại mặc áo choàng màu đen?
Vì sao vải đen hấp thụ nắng nhiều hơn
Ánh nắng là một dải năng lượng: một phần nhỏ là tia tử ngoại, khoảng một nửa là ánh sáng nhìn thấy, phần còn lại chủ yếu là tia hồng ngoại gần mà mắt không thấy. Một bề mặt trông "đen" là vì nó hấp thụ hầu hết ánh sáng nhìn thấy, không phản xạ lại mắt ta. Năng lượng hấp thụ biến thành nhiệt trong sợi vải.
Vải trắng phản xạ phần lớn ánh sáng nhìn thấy, nên nhận ít năng lượng hơn. Chênh lệch giữa hai tấm vải phơi nắng có thể vài độ tới hơn chục độ ở bề mặt.
Có một chi tiết ít người biết: màu ta thấy chỉ nói về ánh sáng nhìn thấy. Với tia hồng ngoại gần, chiếm gần một nửa năng lượng nắng, một số thuốc nhuộm đen lại phản xạ khá nhiều, một số thì hấp thụ mạnh. Vì thế hai chiếc áo cùng đen nhìn bằng mắt có thể nóng lên khác nhau dưới nắng. Các nhà sản xuất sơn và vải đã tận dụng điều này để làm "màu đen mát" cho mái nhà, xe hơi và đồ thể thao.
Từ tấm vải tới làn da: ba đường nhiệt
Tấm vải nóng chưa chắc làm người nóng. Nhiệt từ vải còn phải tìm đường tới da, và nó có thể đi theo ba hướng:
- Vào trong, tới da: bằng dẫn nhiệt khi vải chạm da, và bằng bức xạ từ mặt trong của vải. Áo càng bó, vải càng mỏng, đường này càng mạnh.
- Ra ngoài, vào không khí: gió thổi qua mặt ngoài vải mang nhiệt đi. Vải đen nóng hơn nên cũng mất nhiệt ra ngoài nhanh hơn, nhất là khi có gió.
- Theo luồng khí trong áo: với áo rộng, khí nóng giữa vải và da bốc lên, thoát ra cổ áo, kéo khí mát hơn vào từ vạt áo, giống một ống khói nhỏ.
Chiếc áo đen nhận thêm nhiệt, nhưng phần lớn phần nhiệt "thêm" ấy nằm ở mặt ngoài vải. Áo càng dày, càng rộng, càng có gió, phần nhiệt thêm càng bị gió mang đi trước khi tới được da.
Bài học từ chiếc áo choàng sa mạc
Năm 1980, một nhóm nhà khoa học ở Israel đăng trên tạp chí Nature một nghiên cứu nhỏ mà nổi tiếng: họ đo lượng nhiệt cơ thể người nhận được khi đứng giữa sa mạc Negev nắng gắt trong bốn kiểu trang phục, gồm áo choàng truyền thống màu đen, áo choàng màu trắng, quân phục và chỉ mặc quần soóc. Kết quả: mặt ngoài áo choàng đen nóng hơn áo trắng vài độ, nhưng lượng nhiệt cơ thể nhận vào gần như bằng nhau giữa áo đen và áo trắng. Áo choàng rộng, nhiều lớp đã để gió và luồng khí đối lưu mang phần nhiệt thêm đi.
Kết luận đúng từ nghiên cứu ấy không phải là "áo đen mát hơn", mà là: với áo choàng rộng, dày, có gió, màu sắc gần như không quan trọng. Với áo phông mỏng bó sát, câu chuyện khác hẳn.
Bảng: khi nào màu áo quan trọng
| Tình huống | Áo đen so với áo trắng | Vì sao |
|---|---|---|
| Áo mỏng, bó sát, nắng gắt, lặng gió | Nóng hơn rõ | Nhiệt từ vải dẫn thẳng vào da |
| Áo rộng, dày vừa, có gió | Chênh lệch nhỏ | Gió mang phần nhiệt thêm đi trước khi tới da |
| Trong bóng râm, trong nhà | Gần như không khác | Không có nắng trực tiếp; bức xạ nhiệt của vải hầu như không phụ thuộc màu |
| Ban đêm, trời lạnh | Không khác về giữ ấm | Giữ ấm phụ thuộc độ dày và lớp không khí trong vải, không phụ thuộc màu |
| Chống tia tử ngoại | Vải tối, dệt dày thường chặn tốt hơn | Thuốc nhuộm sẫm hấp thụ tia UV; vải trắng mỏng cho lọt nhiều hơn |
Vì sao trong bóng râm màu áo không quan trọng
Mọi vật ở nhiệt độ thường đều phát ra tia hồng ngoại xa, bước sóng khoảng 10 micromét. Ở dải bước sóng này, gần như mọi loại vải, kể cả vải trắng tinh, đều "đen" như nhau: chúng hấp thụ và phát xạ hồng ngoại xa rất mạnh. Vì thế khi không có nắng, áo trắng và áo đen trao đổi nhiệt với môi trường gần như giống hệt nhau. Màu sắc ta thấy bằng mắt chỉ có ý nghĩa khi có nguồn ánh sáng mạnh như mặt trời.
Hiện tượng họ hàng
- Mái nhà sơn trắng: ở nhiều nước, "mái mát" sơn trắng hoặc phủ lớp phản xạ được khuyến khích vì làm giảm nhiệt truyền vào nhà rõ rệt. Mái tôn màu sáng nóng ít hơn mái tôn màu sẫm.
- Xe màu đen: bề mặt và khoang xe sơn đen nóng hơn xe màu trắng, bạc khi đậu ngoài nắng. Chênh lệch nhiệt độ khoang xe thường vài độ.
- Tuyết dưới lá rụng: ở xứ lạnh, tuyết quanh viên đá sẫm màu hay chiếc lá khô tan trước, tạo những hố nhỏ. Vật sẫm hút nắng, nóng lên và làm tan tuyết bên dưới.
- Thằn lằn, rắn phơi nắng: một số loài bò sát đổi màu sẫm hơn vào sáng sớm để hấp thụ nắng nhanh hơn, sáng màu hơn khi trời nóng.
Hiểu lầm thường gặp
- "Áo đen lúc nào cũng nóng hơn." Chỉ rõ rệt khi có nắng trực tiếp và áo sát người. Trong bóng râm hay trong nhà, màu áo gần như không ảnh hưởng.
- "Áo đen mát hơn, người sa mạc biết rồi." Nghiên cứu năm 1980 không nói áo đen mát hơn, chỉ nói lượng nhiệt cơ thể nhận vào gần như bằng nhau với áo choàng rộng. Đừng suy ra rằng áo phông đen bó sát mát hơn.
- "Áo trắng giữ ấm kém hơn vào mùa đông." Khả năng giữ ấm phụ thuộc độ dày, chất liệu và lượng không khí đứng yên trong lớp vải, không phụ thuộc màu.
- "Áo trắng chống nắng tốt hơn." Về nhiệt thì đúng phần nào; về tia tử ngoại thì thường ngược lại. Áo trắng mỏng, nhất là khi ướt, cho tia UV lọt qua nhiều hơn áo màu sẫm dệt dày.
Tự quan sát / tự thử an toàn
Thí nghiệm hai chai nước
- Lấy hai chai nhựa trong giống hệt nhau, đổ cùng lượng nước ở nhiệt độ phòng.
- Quấn một chai bằng vải đen, một chai bằng vải trắng cùng loại, cùng độ dày (hai chiếc khăn hoặc áo cũ). Quấn sát.
- Đặt cả hai cạnh nhau ngoài nắng, trên cùng một nền (tấm gỗ, viên gạch), nơi lặng gió.
- Sau 30 phút và 60 phút, mở nắp, đo nhiệt độ nước bằng nhiệt kế (hoặc nhúng ngón tay so sánh).
Lặp lại với cùng hai mảnh vải nhưng quấn lỏng, chừa một khoảng hở vài centimét quanh chai, và đặt trước quạt hoặc chỗ có gió. Chênh lệch giữa chai đen và chai trắng sẽ nhỏ đi. Bạn vừa tái hiện thu nhỏ bài học áo choàng sa mạc.
Nhìn bằng tay
Phơi một chiếc áo đen và một chiếc áo trắng cạnh nhau ngoài nắng 10 phút, áp mu bàn tay lên từng chiếc. Rồi mang cả hai vào bóng râm, chờ 10 phút, áp tay lại: lúc này gần như không còn khác biệt.
Lưu ý an toàn: đừng để trẻ ngồi lâu ngoài nắng gắt chờ thí nghiệm; làm vào buổi sáng hoặc chiều, đội mũ, uống nước. Không để chai nhựa có nước dưới nắng rồi uống lại nếu chai đã nóng lâu.
Câu hỏi thường gặp
Mặc áo đen có nóng hơn áo trắng không?
Có khi đi ngoài nắng với áo mỏng, bó sát và lặng gió: vải đen hấp thụ nhiều nắng hơn và dẫn nhiệt thẳng vào da. Với áo rộng, dày và có gió, chênh lệch nhỏ hơn nhiều. Trong bóng râm hầu như không khác.
Vì sao người sa mạc mặc áo choàng đen?
Một nghiên cứu năm 1980 ở sa mạc Negev cho thấy với áo choàng rộng, lượng nhiệt cơ thể nhận vào gần như bằng nhau giữa áo đen và áo trắng. Phần nhiệt thêm của áo đen bị gió và luồng khí trong áo mang đi. Lý do chọn màu còn liên quan đến văn hoá và độ bền vải.
Áo màu gì chống tia UV tốt nhất?
Thường là vải màu sẫm, dệt dày. Thuốc nhuộm sẫm hấp thụ tia tử ngoại, còn vải trắng mỏng cho lọt nhiều hơn, nhất là khi bị ướt. Áo có ghi chỉ số chống tia UV (UPF) là cách chắc chắn nhất.
Trời nóng nên mặc áo màu gì?
Ngoài nắng trực tiếp, áo màu sáng, rộng, thoáng khí giúp giảm nhiệt nhận vào. Nếu muốn chống tia UV tốt hơn, chọn áo dệt dày vừa phải hoặc áo có chỉ số UPF, kèm mũ rộng vành.
Màu áo có ảnh hưởng tới giữ ấm mùa đông không?
Hầu như không. Giữ ấm phụ thuộc độ dày, chất liệu và lớp không khí đứng yên trong vải. Màu chỉ có ý nghĩa khi có nắng chiếu trực tiếp.
