誰能解釋到底有多少熱

歪歪兔童書館

當我們提到熱和冷，只是相對的感覺，下面這個小實驗可以證明，人的感覺有時有多么不靠譜。

實驗只需要準備三杯水，一杯熱水、一杯冰水和一杯溫水。你最好請一個大人幫忙確認熱水和冷水都是可以觸碰的，不會燙傷或凍傷你。

實驗開始，把左右兩根食指分別浸入熱水杯和冷水杯中，一個感到熱，一個感到冷，這很正常。

等一小會兒，再將兩根食指同時浸入溫水中。這時就不太對勁了，明明兩根手指觸碰的是同一杯水，卻一個感到冷，一個感到熱。

現在你也不相信自己的感覺了吧。就像德謨克利特所認為的那樣，感官的確會蒙蔽我們的大腦。因此，嚴謹的科學家們就需要知道，熱，是有多熱；冷，又有多冷。

于是，他們發明了溫度計。

溫度計的構造很簡單，一般是一根細細長長的玻璃管，一端是一個小球，里面裝有液體。它的原理就是上一節提到的熱的轉移和熱脹冷縮。

使用時，將玻璃小球挨著被測物體，熱開始轉移。等一段時間，如果玻璃管中的液體受熱膨脹，液面的高度就會上升；受冷，液體又會縮回去，液面就會下降。直到玻璃管內的液面不再移動，說明熱轉移已經完成，被測物體和玻璃管中的液體達到了熱平衡狀態。

這時液體在玻璃管中的位置越高，說明被測量的物體就越熱，溫度就越高。

我們日常所見的溫度都是一個數字加一個單位，比如“今天的最高氣溫是25攝氏度”“將牛奶加熱到40攝氏度”，等等。所以還需要給玻璃管加上和直尺上一樣的刻度和數字。

米是長度的國際標準單位，1米的千分之一就對應直尺上一個小格子，無論你身處地球的哪個角落，1毫米都是這么長。溫度同樣有國際標準單位（后面會說到）。我們生活中最常見的溫度單位是攝氏度，是瑞典人攝爾修斯于1742年確定的。

攝爾修斯是這樣做的：

1.選擇放在玻璃管中的液體——他選了水銀，也就是金屬汞。我們能看到的汞通常是液體的，它擅長熱脹冷縮，變化很明顯，方便觀察。

2.將水銀溫度計放在冰水中，在此時的液面高度上畫一道線，這就是0攝氏度的線。

3.再將水銀溫度計轉移到沸水中，等液面不再上升后，也在這個位置畫一道線，這就是100攝氏度的線。

4.最后呢，將這兩道線中間的部分均勻地分成100份，1份就是1攝氏度，液面高度就能和數字一一對應。

這么一看，溫度單位的確定是不是還挺隨便的？水銀、冰水和沸水、0～100，任何一個步驟改一下，1個小格就不會是1攝氏度了。實際上也是，攝爾修斯能確定攝氏度，列繆爾就能整出列氏度，華倫海特還能搞出華氏度……這可不是瞎編的，這些溫度單位都存在。我國常用攝氏度，德國在用列氏度，英美則用華氏度。它們之間的關系，和你陪家人買菜時聽到的“斤”和“千克”一樣，是可以相互換算的，只是換算起來比較復雜。

發燒去醫院的話，醫生會在你的腋窩里塞一個涼涼的小棍子，那個就是用水銀制成的體溫計，銀色的一端里就裝有水銀。只是它的刻度不會標到100，只標到42，因為人的正常體溫在36攝氏度左右，37.2攝氏度就算低燒，42攝氏度就非常危險了，不可能飆到100攝氏度。所以，絕不能用體溫計測量熱水的溫度，如果水溫高于42攝氏度，膨脹的水銀就會把玻璃管撐爆。

需要說明的是，與天平所測量的是物體的重量不同，溫度計測量的并不是物體擁有的“熱量”，而只是熱的程度。

因為科學家發現，對重量相等的不同物體來說，其溫度上升/下降1攝氏度所需要吸收/放出的“熱量”也不同。這是物體之間不可改變的差異。就像飯量小的人吃一點兒就飽了，飯量大的人就要吃得更多，這是人與人之間的差異。

既然物體的重量和溫度都可以測出來，物理學家就確定了熱的量，并給它分配了一個單位——卡路里。在特定條件下，1克水溫度上升1攝氏度，所需要的熱量就是1卡路里。1克水太少了，所以1卡路里也是非常少的熱量，更常用的是一千倍的它——大卡。

但是，就像溫度的國際標準單位不是攝氏度一樣，熱量的國際標準單位也不是卡路里。熱量真正的國際標準單位與一位物理學家同名，而這個單位正是為了表彰他在這一領域的杰出貢獻。

像科學家一樣動手

你在家就可以制作一個簡易的“溫度計”。找一個瓶口小的瓶子，插一根吸管進去，然后給瓶子里加水，水沒過吸管底端即可（可以混一些你喜歡的顏色，讓液面更明顯）。最后封住瓶口，確保除了吸管別的地方都不漏氣。好了，溫度計做好了?，F在，把瓶子泡入熱水中，可以觀察到，吸管中的液面上升了。很簡單吧！