热容量(100℃的水和100℃的食用油，哪个更烫手些？)

Posted 2023-06-02

篇首语：在劳力上劳心，是一切发明之母。事事在劳力上劳心，变可得事物之真理。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了热容量(100℃的水和100℃的食用油，哪个更烫手些？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

热容量(100℃的水和100℃的食用油，哪个更烫手些？)

日常生活中，总是免不了烫伤。沸腾的水或滚烫的食用油不小心溅到手上，总是要伤心一阵子。

标准大气压下，水的沸点是100摄氏度；食用油的沸点通常都在200摄氏度以上。炒菜时，一般将油温控制到五六成左右就可以了。那么同样温度（以100摄氏度为例）的水和菜油，不小心溅到手上，哪一个更烫一点？还是一样烫？

用温度计测量，两者的温度肯定是一样的。不过，烫是人体对温度的主观感受，除了温度，还与其它因素有关。人体不是温度计，为了避免烫伤，不可能亲自体验一番，就让我们利用科学知识来分析一下：哪个更烫手？

人体是如何感知温度的？

人体不是温度计，并没有办法精确感知温度大小，但是却可以分辨出身体所接触物体的温度的高低，还可以感知当前环境的温度以及身体所接触到的物体的温度是否令人舒适。

人是恒温动物，通常正常成年人躯体的平均温度都必须保持在37℃左右，高了低了都不行。空气湿度适宜时，通常18～23℃的环境温度人体最舒适安逸。因此，在炎热的夏季，我们需要散热；而在寒冷的冬季，我们需要保暖。当身体短时间接触到15~50摄氏度范围内的温度时，主观感受比较舒适安逸，高于或者低于该范围的物体温度一般都会使人感觉到难受。长时间接触高温物体就容易造成烫伤，烫伤部位的细胞及组织被高温损伤了。

洗澡时温水最适宜，温水的温度大约在30~45摄氏度之间，不过环境温度也能够影响人体对水温的判断。可见，人体对温度的感受并不是很准，与温度计的原理不一样。人体对温度的感受，与接触物温度的高低及接触时间的长短有关，本质上与温度感受器接收到的热量有关。

人之所以能感受到外界温度，是因为包裹着人体的皮肤上遍布着温度感受器。此外，人体粘膜及内脏也有温度感受功能，可以感知到我们体内的温度。比如，喝一口冰凉刺骨的水，吸一口寒冷的空气，身体内部就会感受到一丝凉意。当身体温度过低，会失去知觉；当身体接触或者感受到的温度过高，会产生严重的刺痛感，直至因高温而受伤。

如上图所示，温度感受器位于人体皮肤表层之下。克劳斯小体负责感受冷，卢芬尼小体负责感受温。这两种感受器与遍布全身的神经相连接，将温度信号转变为电信号并传输给中枢神经系统，人体就是这样感知温度的。

比热容和热传递

100摄氏度的水和100摄氏度的食用油，我们无法用身体去感受它们的温度，但是我们却可以体验生活中不同物体带给我们的温度感受，从而说明问题的本质。

炎热的夏季，公园里有一个木凳子和一个铁凳子，在太阳的暴晒下都很烫，当我们一屁股坐下去就会发现铁凳子比木凳子更烫。虽然都在太阳的暴晒下接收到同样的热辐射，显然铁凳子的温度感觉更高一点。这是因为这两者材质不同，比热容不一样。

比热容（又叫比热容量、比热），是指当没有相变和化学变化发生时，1千克均相物质温度升高或者降低1摄氏度所吸收或者释放的热量大小。抛开质量不谈，即为热容量，是系统在某一过程中温度升高1摄氏度所吸收的热量。比热容表示的是物体吸热或散热的能力。一定量不同种类的物体，吸收相同的热量，比热容越大，温度反而升得慢，即Q=cmΔT（其中，Q表示吸收或者放出的热量，c表示比热容，m表示质量，ΔT表示温度的变化）。

比热容是物质的一种属性，不随物体质量或形状的改变而变化。不过，同一种物质在不同物态下的比热容是不同的，比如冰、水、水蒸气，这三者的比热容就是不同的。气体的比热容还需要考虑到热膨胀，因此有定压比热容和定容比热容两种概念，此外还有饱和状态比热容。一般纯净物才定义比热容，混合物的比热容由其组成成分及含量来确定。水的比热容为4200 焦耳/（千克·摄氏度），它是常见的固态或液态物质中比热容最大的，所以水常被用来制作冷却剂。食用油种类较多，比热容一般为1800～2400 焦耳/（千克·摄氏度）。那么对于一定量的水和油，由于比热容不同，吸收同样的热量，水温升的比较慢，反之水温降的也比较慢。沙子和水相比，沙子的比热容更低一点，就造成了下图中的现象。

上面，之所以木板凳没有铁板凳烫，就是因为在太阳均匀照射下，木板凳由于比热容大，在同等时间下温度升高得慢。

这里除了要考虑比热容的问题，还需要考虑到热传递问题，板凳的热量传递给屁股，我们才能感受到温度。人体要想感知到外界的温度，必然存在一个热量传输的过程。只要存在温度差，热量就会源源不断地从高温物体转移到低温物体，热传递就是热量转移的过程。热传递分别以热辐射、热对流、热传导三种方式进行不同。

水和油与手接触时，会将热量传导给皮肤。不过不同物体的导热能力不同，即导热系数（导热率）不同。物质的导热率是其固有的特性，与结构、成分、物态、温度、密度、压力等有关系，一般来说金属的导热能力最强。导热系数是指在稳定传热条件下，1米厚的材料，两侧表面的温差为1℃，在一定时间内，通过1平方米面积传递的热量。这意味着，木板凳和铁板凳对屁股传输热量时，铁板凳传输的要快一点。导热能力差的材料，常被用作隔热材料。一般，水和油相比，水的导热能力更强些。热传导过程中遵守傅立叶定律。

总结起来，热传导的速率与温差大小、接触面积大小和导热系数有关。温差越大，接触面积越大，导热系数越大，热传导的效率越高，热量传输的越快，单位时间内传输的热量更多。

结论

标准大气压下，100度的水会沸腾，100度的食用油不会沸腾。水沸腾会产生水蒸气，不过这里可以不用考虑水蒸气。同等温度、同等质量的油和水，油所包含的热量更低。它们从锅中溅起时，由于水比油的比热容高，同等条件下，油的温度下降得比水更低一点。此外，由于摩擦系数和粘度不一样，当锅中溅起的水和油从手上分别流过时，水和油在皮肤上的流动性存在差异，由于是短时间接触，影响可以忽略。如果是长时间接触，就需要考虑到水的蒸发，以及水和油的流动性差异。它们与手接触时，主要考虑热传导过程，水传热给手的能力显然更强一些。

基于此，同样是100摄氏度，一定量的水和油分别与皮肤接触，如果接触时间是一样的，显然水感觉更烫手一些，因为水在短时间内传递给人体的热量更多一些。凭经验就知道，虽然温度很高，但与皮肤接触时间短，并不会造成烫伤。不过，不建议去尝试。

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