“熱”是什么

馬傳新

熱是什么？圍繞“熱質(zhì)說”和“運動說”，科學家曾經(jīng)進行過認真的探究。

在過去的幾個世紀，人們認為熱是一種沒有重量的物質(zhì)，叫做熱質(zhì)。它不同程度地存在于一切物質(zhì)之中。根據(jù)這一觀點，可以認為木頭中的熱是通過燃燒而釋放出來的。

關(guān)于熱的性質(zhì)，一直到科學家弄清了物質(zhì)的原子特征以后，才達成了這樣的共識：熱是物質(zhì)運動的一種表現(xiàn)形式。

我們所感覺到的熱，實際上就是實物粒子——電子、原子、分子的不規(guī)則運動（振動、跳躍、相互碰撞）所產(chǎn)生的。在這一過程中，溫度是衡量它們運動程度的尺度。熱運動愈激烈，由這些粒子組成的物體或體系也就愈熱。

當我們把一壺水放在爐火上加熱時，火焰中快速運動的氣體分子沖擊著水壺底部，就像運動著的分子發(fā)出的紅外線輻射一樣。這就引起了構(gòu)造水壺的金屬中的自由電子相互碰撞，從而加速它們與水靠近。當熱量逐步傳遞給水壺底部的水分子時，這些水分子受熱上升，而壺中上層較冷的水分子則下沉，這樣的過程就是對流。繼續(xù)加熱，水分子運動相當激烈時，分子間的引力便被破壞，于是有些水分子就成為蒸汽離開水面。

一般來說，金屬因為有很多自由電子，所以傳熱比較快。而在水和空氣里沒有自由電子，它們的分子很難被加速，因此不易導(dǎo)熱。

熱的最好的絕緣形式是真空，熱水瓶的制作就利用了這一點。熱水瓶膽內(nèi)兩層玻璃壁間的真空能阻礙熱運動，無論其中裝的是熱咖啡還是冷牛奶，它們都可以較好地保持原來的溫度，不會很快變涼或變熱。由于熱可以通過紅外線穿透真空而進行輻射傳導(dǎo)，所以熱水瓶膽內(nèi)壁還得涂上一層含銀物質(zhì)以阻止輻射。

將開水注入普通玻璃杯，杯子會破裂。這是因為杯子內(nèi)壁的溫度急劇上升，而又無法將熱迅速傳遞到外側(cè)杯壁，熱膨脹不均勻，杯子就開裂了。如果盛水的容器熱膨脹率比較小，或者熱膨脹很均勻，自然就不會出現(xiàn)這樣的情況。

水的沸點隨氣壓變化而變化。高壓鍋的密封程度相對較好，水蒸氣散發(fā)少。由于鍋內(nèi)的氣壓很高，所以水的沸點要大大超過100℃，因此食物很快被煮爛。

微波爐利用磁控管發(fā)出的高頻率的電磁波，使食物中的水分子振動起來。這樣食物的內(nèi)能增加，溫度就升起來了。用微波爐加熱含水量較多的食品比較好，如果水分少，食品很容易變得焦脆。假如是油炸食物，可能還會造成油的飛濺，甚至會出現(xiàn)明火。（編輯 文 墨）