100℃的水和100℃的食用油,哪個更燙手些

田園牧哥 2020/05/14 檢舉 我要評論

日常生活中,總是免不了燙傷。沸騰的水或滾燙的食用油不小心濺到手上,總是要傷心一陣子。那麼同樣溫度(以100攝氏度為例)的水和菜油,不小心濺到手上,哪一個更燙一點?還是一樣燙?

用溫度計測量,兩者的溫度肯定是一樣的。不過,燙是人體對溫度的主觀感受,除了溫度,還與其它因素有關。人體不是溫度計,為了避免燙傷,不可能親自體驗一番,就讓我們利用科學知識來分析一下:哪個更燙手?

人體是如何感知溫度的?

人是恒溫動物,通常正常成年人軀體的平均溫度都必須保持在37℃左右,高了低了都不行。空氣濕度適宜時,通常18~23℃的環境溫度人體最舒適安逸。當身體短時間接觸到15~50攝氏度范圍內的溫度時,主觀感受比較舒適安逸,高於或者低於該范圍的物體溫度一般都會使人感覺到難受。長時間接觸高溫物體就容易造成燙傷,燙傷部位的細胞及組織被高溫損傷了。

洗澡時溫水最適宜,溫水的溫度大約在30~45攝氏度之間,不過環境溫度也能夠影響人體對水溫的判斷。可見,人體對溫度的感受並不是很准,與溫度計的原理不一樣。人體對溫度的感受,與接觸物溫度的高低及接觸時間的長短有關,本質上與溫度感受器接收到的熱量有關。

人之所以能感受到外界溫度,是因為包裹著人體的皮膚上遍佈著溫度感受器。此外,人體粘膜及內臟也有溫度感受功能,可以感知到我們體內的溫度。比如,喝一口冰涼刺骨的水,吸一口寒冷的空氣,身體內部就會感受到一絲涼意。當身體溫度過低,會失去知覺;當身體接觸或者感受到的溫度過高,會產生嚴重的刺痛感,直至因高溫而受傷。

如上圖所示,溫度感受器位於人體皮膚表層之下。克勞斯小體負責感受冷,盧芬尼小體負責感受溫。這兩種感受器與遍佈全身的神經相連接,將溫度信號轉變為電信號並傳輸給中樞神經系統,人體就是這樣感知溫度的。

比熱容和熱傳遞

100攝氏度的水和100攝氏度的食用油,我們無法用身體去感受它們的溫度,但是我們卻可以體驗生活中不同物體帶給我們的溫度感受,從而說明問題的本質。

炎熱的夏季,公園裡有一個木凳子和一個鐵凳子,在太陽的暴曬下都很燙,當我們一屁股坐下去就會發現鐵凳子比木凳子更燙。雖然都在太陽的暴曬下接收到同樣的熱輻射,顯然鐵凳子的溫度感覺更高一點。這是因為這兩者材質不同,比熱容不一樣。

比熱容(又叫比熱容量、比熱),是指當沒有相變和化學變化發生時,1千克均相物質溫度升高或者降低1攝氏度所吸收或者釋放的熱量大小。拋開品質不談,即為熱容量,是系統在某一過程中溫度升高1攝氏度所吸收的熱量。比熱容表示的是物體吸熱或散熱的能力。一定量不同種類的物體,吸收相同的熱量,比熱容越大,溫度反而升得慢,即Q=cmΔT(其中,Q表示吸收或者放出的熱量,c表示比熱容,m表示品質,ΔT表示溫度的變化)。

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