03.07 100度的水烫还是100度的油烫?为什么?

Ai机器人XO


温度其实是力学中的一个载荷,我们叫它温度载荷,主要是热胀冷缩引起结构内部应力的变化。我也曾写过多篇关于热应力的文章,有兴趣的可以检索一下。所以,我对这个问题也有自己的答案。这个问题中,水和油虽然都是100摄氏度,但是由于对流换热系数的不同,单位时间内传递的热量有差异。单位时间内,传递热量多的,人体会更快的感觉到烫。那么,到底是水还是油呢?


1、温度是什么?

发现一个奇怪的问题,尽管回答的人较多,但是都没有明确给出温度到底是什么,可能是觉得温度太基础了。但是,如果不知道温度是什么,那么可能无法继续下面的热量传递。


要知道,温度其实是我们人为定义出来的。早期的时候,人们觉得温度高的烫人,温度低的冻人。科学家为了衡量,就定义了一个温度标准。沸水对应的温度是100℃,冰水混合物对应的温度是0℃,这是摄氏温标的定义。一年四季的温度变化,是我们最直观的感受,如下图。

上图中,出现了另一个温标,华氏温标℉,这也是一个较为常见的温标,主要是美国人在用。此外,在学术上,著名的温标是开尔文温标,也叫热力学温标K。除了这些温标外,还有其他很多的温标,如下图,它们之间都有转换关系。

说到开尔文温标,这里不得不要提一下,绝对零度就是K=0对应的温度。实际上,这个绝对零度一直是神一般的存在,只可仰望,无法企及。我曾经在某大佬关于绝对温度的问答跟了一贴,说的是“如何测量绝对温度?”结果引来一堆人攻击。事实是,既然无法实现,当然也就无从测量了。

回到正题,绝对零度其实是物体内部粒子静止时候表现出来的温度。宏观上,物体可以静止、可以运动。在微观上,组成物体的粒子始终处于运动的状态(上图),有运动就有能量。宏观角度来说,粒子运动表现出来的能量,就是物体的内能。内能的一个衡量,就是温度。所以,温度宏观上表示物体的冷热程度,微观上表示物体内部分子热运动的剧烈程度。


2、传递热量的时间如何衡量?

既然温度是衡量物体内部分子热运动的,那么只要温度相同,不同物体内部的分子热运动应该都是接近的。我们如果用仪器来测量题主所说的100℃的水和油,得到的温度显然都是100℃。但是,如果你细心,且用的温度计是基于热传导原理,那么你应该会发现温度计升温的速度不一样。也就是说,不同的材料(液体),热量的传递是不一样的。


前几天,我刚计算过沸水煮密封玻璃瓶,里面用到了一个物理参数,沸水的对流换热系数是2500w/m2k,这个数据表示单位面积内,温度变化1K所传递的热量。而空气的对流换热系数约8w/m2k,非常小的一个数据。这也就意味着,同样的100℃,水和空气中的物体,升温的快慢会有显著的差别。对流换热系数越高,代表着热量的传递速度越快。这个系数与温度和流速密切相关,也不是一个正比的关系,如下图。


100℃的时候,油还没有开始沸腾。通过查阅资料,油类的对流换热系数在50-1500之间,远低于水的对流换热系数。这也就意味着,同样的物体浸入100℃的水和油中,在水中的物体温度上升更快。

人体感觉到烫,就是由于热量传递到人体后,单位面积内的热量超过了人体承受的范围,人体局部温度过高。相同的情况下,在100℃的水中的人体,温度上升更快,热量传递更快,所以更早会感觉到疼痛,表现的结果就是,更疼。


3、总结

相同的条件下,水和油的对流换热系数级别不一样,水的对流换热系数要远大于油的对流换热系数。物体在水中热量的传递更快,温度也就升的更快。以人体来说,人体在水中会更快感觉到烫人,表现出来的结果就是100℃的水更“烫”。


力学Nerd王小胖


很多人接触过这样一个问题:一千克铁和一千克木头,哪个重?这个问题经常被用来当作脑筋急转弯来逗乐子。如果问这样一个问题:100摄氏度的水和100摄氏度的水蒸气,哪个热?这个问题和上一个问题有一些类似,要回答这样的问题需要弄清楚其中涉及到的物理概念。

两个物体哪一个重?“重”在物理学上指物体受到的重力,物体受到的重力等于物体的质量乘以所在位置的重力加速度。两个质量相等的物体在同一位置所受到的重力是相等的,不论是不是同一种物质。100摄氏度的水和100摄氏度的水蒸气,哪个热?在物理学中也能用一个物理量去反应热还是不热,这个物理量就是温度。简单地说,温度是物体冷热程度的反映,温度高的物体就要比温度低的物体热。这样的话,100摄氏度的水和100摄氏度的水蒸气应该是一样热。

如果问100摄氏度的水和100摄氏度的油,哪个烫?这个问题就麻烦了,因为“烫”不是一个科学上的概念,物理学上能够用温度去衡量热,却没有一个物理量能够去衡量烫。从字面上看,“烫”侧重于人的感受,烫能够反映物体的高温有可能对人造成的伤害。

人可以被100摄氏度的水烫伤,也可以被100摄氏度的水蒸气烫伤。同是100摄氏度,烫伤的结果却不一样,被100摄氏度的水蒸气烫伤后果往往更严重一些。这是因为100摄氏度的水蒸气要释放热量才能变成100摄氏度的水,这就意味着接触到人体后,100摄氏度的水蒸气要比100摄氏度的水能够释放更多的热量。

人之所以能够感到烫,就是因为热量从高温物体转移到自己身上。一般而言,热量转移得越多越快,人就越容易被烫伤。水和油同是100摄氏度,它们和人接触后释放出的热量却是不一样的。一般而言,水传给人体的热量要比油传递的热量多,因为水的比热容比较大,1千克的水温度降低1摄氏度大约能够释放4200焦耳的热量,而油只能释放1800至2400焦耳的能量。相比较而言,100摄氏度的水要比100摄氏度的油更容易让人感到烫。


刁博


100度的水和100度的油,温度相同,所以显然是一样的“烫”。温度就是冷热程度的量度,一样的温度,冷热程度肯定相同。其实究其微观机理,是分子原子的运动程度。温度越大,这种运动越激烈,越无序。我们感到烫,是一种疼,是外界分子原子强烈的与你手指上的分子原子对撞。

但是我们还要考虑此时的实际情况。现实中,水的温度一般很难达到100度,它很可能90多度就沸腾了。水沸腾时会有一部分水变成水蒸气,这个过程是一个放热过程。而油可以高达几百度,而且不会发生和水一样的相变过程放热。所有实际上如果同样的100度的水和油不小心溅到你的皮肤上,油造成的伤害要比水造成的伤害严重。


科学大爆炸OS


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。

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。

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。[捂脸]




稻花香的那些年


从温度上看两者都很烫,但是由于油和水有着不同的比热容,在接触人体的时候热传导速率不同,水由于比热大降低一定温度释放热量更多,所以100℃的水会更烫一些。

这个问题涉及两个物理概念:比热容和热传导,和一个生物学问题:烫这种感觉的产生过程。比热是指没有相变化(固液气三态变化)和化学变化时,1kg均相物质温度升高1K所需的热量,水的比热容是4.2*10J/(㎏·℃),是指让1kg的水温度上升1℃需要的热量是4.2*10J,而油复杂一些,因为油太多了,从汽油那样的轻油到柴油甚至更重的油,它们主要的组成物质是烃类物质,轻油碳链短易挥发,重油碳链长性质凝滞不易挥发,还有植物油脂包括我们吃的各种油,组成的物质主要是不饱和脂肪酸和甘油化合而成的化合物,植物油的比热在1.8-2.4*10J/(㎏·℃)之间,矿物油由于组成物质碳链比植物油轻,它们的比热更低一些。通过比热可以知道同等质量的100℃的水和100℃的油,虽然温度是一样的,但是肯定还是油吸收的热量更多。

热传导主要是对流、接触、辐射等方式,手上沾了热水或者热油,属于直接的接触,最后水和油的温度都会降到体温,或者稍微再低一些,因为蒸发也会散失一点热量,由水的比热可以知道,水降到体温散发的热量更高;最后是烫这种感觉的产生,烫是因为物质的热量迅速地传导给人体,皮肤表层的神经末梢受到的刺激较为强烈迅速地做出反应,组织为了降温使组织的毛细血管扩张,增大血液流量以带走更多的热,毛细血管扩张会导致皮肤变红,而毛细血管壁薄这个过程中会有很多体液渗出就造成肿或者起水泡,而组织的剧烈活动刺激到痛觉神经,人又感觉到十分的疼痛。而这个过程和手接收的热量关系密切,单位时间内热量越多,人体反应就越剧烈,而水的导热比油好,如果是同等面积的皮肤接触油的话,接触时间也相同,水会造成更严重的皮肤应激反应。

从这些数据上看,100℃的热水应该会造成人更强烈的痛觉,但是这个温度下油无疑也很热了,接触也可能造成烫伤,而且多数油的沸点比水高,如果都是沸腾状态下,两者造成的伤害则是油更强烈,所以古代守城有泼热油的手段。


来看世界呀


我是 80后老申,很荣幸回答你的问题。

水和油都是液体,它们的沸点、密度、吸收的热量都是不一样的。

质量相同的水和油升高相同的温度它们所吸收的热量不相同,公式如下:

Q=cm△t

质量相同、升高的温度相同,水的比热大 ,水吸收的热量多,100度时,水已经沸腾了,而油顶多有几个泡;

所以当所有其他参数都一样的话,被100度的水和100度的油烫伤,感官上没什么区别,但水的破坏力更大,手受到的伤害更严重!

平时的生活中要多注意,不要出现小意外,得不偿失,特别是家里有孩子的,更应该注意。


80后老申


都别争了,绝对是100摄氏度的水更烫

第一。两只手质量差不多,所以m手1=m手2。初始温度和最后的温度相同,所以t1=t2。因此,Q水/Q油=C水/C油,因为C水>C油,所以Q水>Q油,放到水中更烫手

第二。如果考虑水蒸气的热度,那么事实上你根本不用放进去就会感到烫手,然后心理的机制就会立刻起作用,把这种烫手的程度放大到比油更大的效果。

好啦!话不多说了。肉熟了。可以吃了!



二哥的每一天


比较的条件:如果同一个地点的同样100℃的水和油(不同温度的物质无从比起,不同地点海拔、气压不同,液体的沸点不同,这里的油指普通的菜油或色拉油,不是柏油),而且水和油的“量”是一样的“少"(同样的体积,不是重量,因为同样重量或质量的油在体积上比水要多很多,而且如果同是一立方米的东西的话,那基本就烫熟了),又烫在同一个人的同样部位(不同的人、不同部位的皮肤对烫伤的反应是不一样的),然后用了同样多的时间脱离了水或油(脱离烫伤物的时间越长,烫伤越严重)比如10秒。\r

结论:水的烫伤严重(呵呵,脱离了很多人的直觉了吧!)。因为水的比热大,同样少量的液体,水的比热是非常大的,要高于油1倍左右。所以如果接触时间在10秒左右,热水释放出的热量比油要多,所以就烫得重了。\r

如果接触时间是1秒钟,那就是差不多的烫伤了,因为时间太短,两种物质释放出的总热量类似(水和油在烫了人以后还很烫呢)。\r

结论是:比较的结果是水一般烫得重,至少不会比油烫得轻。




龙爷2020


答案:100度的水比100度的油烫,给人造成的烫伤更严重。

温度是什么?究其微观机理,是分子原子的运动程度。温度越大,这种运动越激烈,越无序。人触碰100度的水或是油,很容易被烫到,这时第一个反应是感觉到疼。从物理角度看,是外界分子、原子强烈的与你手指上的分子、原子对撞。烫伤主要是物质释放热量,而人体吸收过多热量造成的。

不同的人、不同部位的皮肤对烫伤的反应是不一样的,所以我们这个题目的前提是假设同一个人、同一个部位,去实验、去判定:100度的水烫还是100度的油烫?为什么?

一、沸点

在标准大气压下(101.325kPa),纯水的沸点为100℃;在常压下,水沸点为99.975摄氏度。所以在这个题目下,水是达到沸点的,变成部分水蒸气、部分100℃的开水。同时水在达到100度后,要继续吸收热量才能转化为水蒸气,所以水蒸气的热量多一些。同时由于水蒸气流动性更好,所以100度的水与身体接触更快。

而油的沸点不是固定的,通常食用油的沸点一般都在200℃以上。其中花生油、菜子油的沸点为335℃,豆油为230℃。所以这个题目下,油是没有达到沸点的,是液态的,所以与身体接触比水慢。

二、比热

因为水的比热大,相同温差传热量大。同样少量的液体,水的比热是非常大的,要高于油1倍左右。所以人在触碰100度的水时,水散热能力更强,给人造成的烫伤更严重。

三、导热系数

水在100℃ 时,导热系数是0.683W/m.K。水的导热比油好,如果是同等面积的皮肤接触油和水的话,接触时间也相同,水会造成更严重的皮肤应激反应。

四、接触时间

如果接触时间是1秒钟,那就是差不多的烫伤了,因为时间太短,两种物质释放出的总热量类似。

如果接触时间在10秒左右,100度的水释放出的热量比油要多,所以就烫得严重了。

结语:

一旦被开水、蒸汽、热油等烫伤,应立即用冷水冲洗15分钟以上,降低局部温度,减少创面的进一步损伤,也可减少疼痛,再及时就医确定用药。


科学Science


在回答这个问题之前,先要弄明白一锅水和一锅油烧开了之后有什么区别?其实就是沸点的区别。

在不同的大气压下液体的沸点是不一样的 :气压越大液体的沸点越高,反之则越低。(可以很通俗地理解为当液体的上方压力越大时,它就越难沸腾。因为被压制住了😛)在一个标准大气压下水的沸点是100摄氏度,而油的沸点通常比水高多了。就以食用油来说通常都是200多摄氏度,最常用的菜籽油则有335度。所以同样的一锅油烧开了则比一锅烧开了的水温度高的多。这也是为什么水煮食物不会焦,而油炸食物一不小心就会焦糊的原因。

现在弄明白了沸点的区别后就可以回答这个问题了。都是100度的水和油当然是一样烫啦!(不建议拿手去感受,不然会后悔😹)这和另一个很经典的问题:一斤铁和一斤棉花哪个更重?其实是一样的道理。


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