谁能解释到底有多少热

□歪歪兔童书馆

当我们提到热和冷，只是相对的感觉，下面这个小实验可以证明，人的感觉有时有多么不靠谱。

实验只需要准备三杯水，一杯热水、一杯冰水和一杯温水。你最好请一个大人帮忙确认热水和冷水都是可以触碰的，不会烫伤或冻伤你。

实验开始，把左右两根食指分别浸入热水杯和冷水杯中，一个感到热，一个感到冷，这很正常。

等一小会儿，再将两根食指同时浸入温水中。这时就不太对劲了，明明两根手指触碰的是同一杯水，却一个感到冷，一个感到热。

现在你也不相信自己的感觉了吧。就像德谟克利特所认为的那样，感官的确会蒙蔽我们的大脑。因此，严谨的科学家们就需要知道，热，是有多热；冷，又有多冷。

于是，他们发明了温度计。

温度计的构造很简单，一般是一根细细长长的玻璃管，一端是一个小球，里面装有液体。它的原理就是上一节提到的热的转移和热胀冷缩。

使用时，将玻璃小球挨着被测物体，热开始转移。等一段时间，如果玻璃管中的液体受热膨胀，液面的高度就会上升；受冷，液体又会缩回去，液面就会下降。直到玻璃管内的液面不再移动，说明热转移已经完成，被测物体和玻璃管中的液体达到了热平衡状态。

这时液体在玻璃管中的位置越高，说明被测量的物体就越热，温度就越高。

我们日常所见的温度都是一个数字加一个单位，比如“今天的最高气温是25 摄氏度”“将牛奶加热到40摄氏度”，等等。所以还需要给玻璃管加上和直尺上一样的刻度和数字。

米是长度的国际标准单位，1米的千分之一就对应直尺上一个小格子，无论你身处地球的哪个角落，1毫米都是这么长。温度同样有国际标准单位（后面会说到）。我们生活中最常见的温度单位是摄氏度，是瑞典人摄尔修斯于1742年确定的。

摄尔修斯是这样做的:

1.选择放在玻璃管中的液体——他选了水银，也就是金属汞。我们能看到的汞通常是液体的，它擅长热胀冷缩，变化很明显，方便观察。

2.将水银温度计放在冰水中，在此时的液面高度上画一道线，这就是0摄氏度的线。

3.再将水银温度计转移到沸水中，等液面不再上升后，也在这个位置画一道线，这就是100摄氏度的线。

4.最后呢，将这两道线中间的部分均匀地分成100份，1份就是1摄氏度，液面高度就能和数字一一对应。

这么一看，温度单位的确定是不是还挺随便的？水银、冰水和沸水、0～100，任何一个步骤改一下，1个小格就不会是1摄氏度了。实际上也是，摄尔修斯能确定摄氏度，列缪尔就能整出列氏度，华伦海特还能搞出华氏度……这可不是瞎编的，这些温度单位都存在。我国常用摄氏度，德国在用列氏度，英美则用华氏度。它们之间的关系，和你陪家人买菜时听到的“斤”和“千克”一样，是可以相互换算的，只是换算起来比较复杂。

发烧去医院的话，医生会在你的腋窝里塞一个凉凉的小棍子，那个就是用水银制成的体温计，银色的一端里就装有水银。只是它的刻度不会标到100，只标到42，因为人的正常体温在36摄氏度左右，37.2摄氏度就算低烧，42摄氏度就非常危险了，不可能飙到100摄氏度。所以，绝不能用体温计测量热水的温度，如果水温高于42摄氏度，膨胀的水银就会把玻璃管撑爆。

需要说明的是，与天平所测量的是物体的重量不同，温度计测量的并不是物体拥有的“热量”，而只是热的程度。

因为科学家发现，对重量相等的不同物体来说，其温度上升/下降1摄氏度所需要吸收/放出的“热量”也不同。这是物体之间不可改变的差异。就像饭量小的人吃一点儿就饱了，饭量大的人就要吃得更多，这是人与人之间的差异。

既然物体的重量和温度都可以测出来，物理学家就确定了热的量，并给它分配了一个单位——卡路里。在特定条件下，1克水温度上升1 摄氏度，所需要的热量就是1 卡路里。1克水太少了，所以1卡路里也是非常少的热量，更常用的是一千倍的它——大卡。

但是，就像温度的国际标准单位不是摄氏度一样，热量的国际标准单位也不是卡路里。热量真正的国际标准单位与一位物理学家同名，而这个单位正是为了表彰他在这一领域的杰出贡献。

像科学家一样动手

你在家就可以制作一个简易的“温度计”。找一个瓶口小的瓶子，插一根吸管进去，然后给瓶子里加水，水没过吸管底端即可（可以混一些你喜欢的颜色，让液面更明显）。最后封住瓶口，确保除了吸管别的地方都不漏气。好了，温度计做好了。现在，把瓶子泡入热水中，可以观察到，吸管中的液面上升了。很简单吧！