Вот относительно подробный ответ. Начну с более простой его части: почему ветер охлаждает человека. Тут два механизма. Первый пояснил "Сенсор": около тела имеется тонкий и теплый слой воздуха. Теплопроводность воздуха низкая, поэтому остывание тела (когда температура воздуха ниже, чем у тела) происходит медленно. Одежда помогает сохранить эту воздушную подушку, тогда как ветер сдувает ее. Второй механизм работает даже когда температура воздуха выше температуры тела (а температура кожи в разных местах на 5 - 10 градусов ниже температуры внутренних органов). Испарение пота - очень эффективный механизм охлаждения человека. Ветер как раз сильно помогает ускорить охлаждение. Если человек окунет руку в воду с температурой тела, а потом энергично помахает ей, то почувствует холод. И чем сильнее махать, тем руке будет холоднее.
Теперь о нагреве. Возьмем термометр. Он покажет температуру воздуха, когда находится с его молекулами в тепловом равновесии. Это значит, что средняя энергия молекул, ударяющих по термометру, равна энергии колебания атомов в самом термометре. Кинетическая энергия молекул газа определяется средней скоростью их движения. Для воздуха при 20оС она равна примерно 500 м/с ("примерно", потому что есть средняя квадратичная, средняя арифметическая и наиболее вероятная скорости, но они различаются не очень сильно). Поместим термометр в вакуум и будем его обдувать потоком воздуха в режиме молекулярного пучка (молекулы между собой не сталкиваются). Если не учитывать инфракрасное излучение самого термометра, его температура должна зависеть от кинетической энергии ударяющихся о него молекул воздуха. А эта энергия напрямую зависит от скорости налетающих молекул (в этом режиме они все движутся в одном направлении). Такой "эксперимент" можно провести в специально сконструированной аэродинамической трубе или на очень больших высотах. Когда молекул воздуха много и они непрерывно и хаотично движутся в разные стороны и очень часто сталкиваются друг с другом, действует другой механизм нагрева при больших скоростях, который называется аэродинамическим нагревом. Упрощенно можно сказать, что воздух перед быстро движущимся телом сжимается, а сжатие увеличивает температуру (это знает каждый, кто накачивал велосипедную камеру ручным насосом, особенно если он алюминиевый - иногда нагревается так, что держать больно). Температура воздуха вблизи поверхности при этом пропорциональна квадрату относительной скорости тело - воздух. Так, когда эта скорость равна 1000 м/с, температура воздуха около тела равна 400оС. А для первой космической скорости (8100 м/с) она равна уже нескольким тысячам градусов. Энергия "разогретых" молекул передается телу, и оно раскаляется. А если может гореть, то и сгорает. При больших скоростях есть и другой механизм нагрева - радиационный (путем излучения). Подробности, с формулами, можно прочитать в статье в Большой Советской Энциклопедии "Аэродинамический нагрев". Статья эта есть на многих сайтах, причем очень часто с опечатками типа "Если полет совершается со сверхзвуковой скоростью культур..." :))
