前些天写了篇题目为“天花板和墙壁是怎样被熏黑的？”【1】的科普博文，好像还挺受欢迎的。大家的点击、评论和推荐鼓舞着我我又趁热打铁，整理了一遍在科学网发表的科普博文以及含有部分科普字句的博文。【2】，居然多达70多篇，这让俺骄傲自豪得都产生了一丝成就感了，俺就还想再接再厉再整一篇科普博文出来。  

    不过，想归想，像俺这样的非专业写手要想写科普博文肯定不会手到擒来，选题还是费点儿周折的。于是，我就决定把上次的博文续下去，也就是接茬研究墙壁上那点儿灰尘，所以，我就继续“面壁”去了。还真别说，在上一篇博文后面和博友及读者几番争论过后，俺再去“面壁”的效果非常好，很快我就找到了新的话题——墙壁为何有的地方黑，有的地方却白？ 

    关于这个现象，我不但对自己家里的墙壁、办公室的墙壁和实验室的墙壁进行了若干观察，而且还在前几天期末考试的时候，也对监考教室的墙壁做了粗略的观察（当然，这是用注视学生答题的双眼“余光”）。通过这些观察我发现，除了前文所述的暖气片上方出现下浓上轻的黑斑，屋角气流转向位置更黑以外；还发现冷山墙更黑，但在冷山墙的墙皮上那些细细的裂纹附近却是白色的；在墙外或墙内装设了保温板的墙壁，保温板接缝部位发黑。所有这些现象，基本都可以用温差对灰尘沉积的影响来解释。

 当裹挟这灰尘的室内暖空气遇到温度低于气温的墙壁时，与墙壁接触的空气的温度会下降，这部分空气的分子平均速率必然会由于降温而下降，低于远离墙壁的空气中的分子平均速率，这样造成的结果是与墙壁接触前的空气中的灰尘微粒的布朗运动会更剧烈（更活跃），而遇墙变冷后的空气中的微粒则会变得比较不活跃。空气与墙壁表面的温差越大，这种差异就会越大。被墙壁吸附的灰尘微粒中，那些“活跃的”微粒更容易摆脱墙表面微弱的束缚而离开，而“不活跃的”微粒则难以离开，这和气体分子在表面发生吸附时的现象与规律是非常类似的。当空气的温度与墙壁的温度相等时，这种吸附和脱附也可以达到平衡，即墙壁吸附的灰尘在达到一定量之后不会再迅速地增加，在一段时间里“来的”和“走的”灰尘差不多，但是如果空气和墙壁之间存在温差，情况就大不相同。空气的温度高，则入射微粒的“平均速率”更大，单位时间内入射到墙壁单位表面的微粒的数量更多，而空气在与墙壁换热后温度降低，出射微粒的“平均速率”变小，单位时间从单位面积墙表面离开微粒的数量会明显少于入射的量，结果是吸附作用占优势，灰尘会越积越多。基于这样的机理，我们可以解释墙壁变黑的种种现象：

（1）      冷山墙比内墙更黑。这是因为建筑物的内墙两侧都与室内空气接触，墙表面容易与空气达到热平衡，可以具有几乎相同的温度。这样就不容易过多地吸附灰尘，先比之下，冷山墙（建筑物的外墙）的外面温度是大气温度，在我们这里，冬天室外气温低达-20~-30°C，而室内温度在20°C左右，巨大的温差导致冷山墙的表面温度明显低于室内气温，会产生巨大的温差，这就很容易造成灰尘的吸附。如果冷山墙表面温度低于露点温度，还会发生结露（“缓霜”）现象，使得粘附的灰尘微粒更不容易离开，加剧墙壁变黑。

（2）       冷山墙上的裂纹。冷山墙上的裂纹一般是由于缓霜吸水导致墙皮里面的水含量变化而发生不同程度的膨胀产生的。这些裂纹一旦出现，就不会再重新弥合，而且裂纹下面的墙皮会与墙体发生一定程度的剥离而形成小范围的断层，这种断层的存在，导致裂纹附近墙皮与墙体的热接触变差（热导下降），使得沿着裂纹的墙皮温度与室内气温相差无几，结果变得很不容易吸附灰尘，所以显得比较“白”。相比之下，远离裂纹的区域墙皮温度更低，容易吸附灰尘而显得很黑。

（3）      保温板的“潜影”。冷山墙贴没贴保温板，在哪里贴的保温板，在室内就可以看出来。这是因为冷山墙在粘贴了保温板以后，热导率明显下降，通过墙壁向外的漏热减少，内墙皮与室内空气温差下降，不容易吸附灰尘，显得比较白，但在保温板之间的接缝部位和射钉点，由于具有远高于保温板的热导率而产生显著的漏热，这些部位内墙皮与室内空气的温差大，就容易粘附灰尘，因而显得很黑。于是，就在原本光洁的墙壁上看到了保温板的“潜影”。

参考：

【1】吕喆：天花板和墙壁是怎样被熏黑的？

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=111635&do=blog&id=524673

【2】吕喆：我写过多少“科普”博文？请看目录

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=111635&do=blog&id=524884