冷熱知多少

教師簡介

孫毅

江蘇省南京市天正小學(xué)科學(xué)教師，江蘇省優(yōu)秀科技輔導(dǎo)員，所撰寫的文章多次榮獲省、市、區(qū)一等獎(jiǎng)。

2020年冬天，同學(xué)們覺得冷嗎？實(shí)際上，全球變暖的腳步一點(diǎn)兒也沒有停止過。

2019年12月，美國國家航空航天局和歐洲航天局根據(jù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)得出結(jié)論：1992—2018年，世界第一大島格陵蘭島的冰川因?yàn)槿蜃兣诨谋扛哌_(dá)3.8萬億噸。而中國氣象局國家氣候中心向社會(huì)發(fā)布的《中國氣候變化藍(lán)皮書2020》中提及，2019年，全球氣候系統(tǒng)變暖加速、物候期提前、海平面上升......多項(xiàng)歷史紀(jì)錄被刷新，氣候極端性增強(qiáng)。1951—2019年，我國年平均氣溫每10年升高0.24°C，升溫速度明顯高于同期全球平均水平。20世紀(jì)90年代中期以來，我國極端高溫事件明顯增多，僅2019年，就有64站日最高氣溫突破歷史極值。

那氣溫的冷熱程度該如何表達(dá)呢？通過學(xué)習(xí)蘇教版四年級(jí)科學(xué)下冊第一單元《冷和熱》之后，我們知道了正確測量溫度的重要性。

生活中，我們往往通過身體的感受來判斷溫度，可實(shí)際上有時(shí)感受并不十分可靠。為了準(zhǔn)確表達(dá)物體的冷熱程度，物理學(xué)引入了“溫度這一概念。熱的物體溫度高，冷的物體溫度低。

1593年，意大利科學(xué)家伽利略發(fā)明了最早的氣體溫度計(jì)。而目前實(shí)驗(yàn)室和家庭里常用的溫度計(jì)是根據(jù)液體熱脹冷縮原理制成的。根據(jù)液泡里所裝液體的種類，溫度計(jì)分為酒精溫度計(jì)、煉油溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)。物體的冷熱程度可以用溫度計(jì)測量，溫度計(jì)上的℃表示攝氏度物理學(xué)中對攝氏度是這樣規(guī)定的：個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度是0攝氏度，沸水的溫度是100攝氏度，分別用0℃和100℃表示，0℃和100C之間分為100個(gè)等份，每一等份是1℃。

物體“邂逅”了冷熱

周末，達(dá)達(dá)和爸爸準(zhǔn)備打乒乓球時(shí)，發(fā)現(xiàn)帶來的乒乓球壓在書包里變了形。這下可急壞了達(dá)達(dá)，想著和爸爸的球賽就要“黃”了時(shí)，達(dá)達(dá)突然想到課堂上學(xué)到的知識(shí)，他立馬開始行動(dòng)起來——他將癟了的乒乓球放進(jìn)裝有熱水的保溫杯里，不一會(huì)兒，乒乓球就恢復(fù)了原狀。

當(dāng)冷和熱達(dá)到足夠的強(qiáng)度時(shí)，物體就會(huì)發(fā)生變化，這就是人們通常所說的熱脹冷縮。物體接收到熱量，也就是接收到能量，它們就會(huì)變得很“活躍”，想著要脫離大部隊(duì)，因此原子間的距離就會(huì)增大，體積隨之增大。反之，如果溫度比較低，它們會(huì)釋放出能量，原子間的距離會(huì)縮小，體積也就減小。這里的物體，包括了固體、液體以及氣體。

看完了熱脹冷縮的原理后，同學(xué)們或許會(huì)問：“人體會(huì)熱脹冷縮嗎？”這個(gè)可得分兩個(gè)部分進(jìn)行分析，一個(gè)是身高，一個(gè)是體重。其實(shí)，人也是由分子組成的，所以分子之間的距離也會(huì)隨著溫度變化而變化，人體自然也會(huì)熱脹冷縮。但是，我們?nèi)祟悓儆诤銣貏?dòng)物，因此即使外面環(huán)境溫差大，人體的溫度變化并不大。所以，熱脹冷縮對于人類來說不是太明顯。

人體溫度的秘密

同學(xué)們都知道我們?nèi)祟愂呛銣貏?dòng)物，其實(shí)恒溫就是無論周圍環(huán)境有多冷或多熱，人體都保持著恒定不變的體溫?？茖W(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)，世界上有不到1%的動(dòng)物是恒溫動(dòng)物，基本上局限于哺乳動(dòng)物和鳥類的范圍內(nèi)。

我們?nèi)祟惤柚眢w對食物的代謝作用來產(chǎn)生熱量，以維持恒定的體溫及活動(dòng)能力。所以，想要為身體保溫，就需要燃燒更多的“燃料”。恒溫動(dòng)物需要攝入的食物比其他動(dòng)物多出10倍，通過吃供給身體熱量。當(dāng)能量過剩時(shí)，就形成了脂肪。脂肪對人體保持恒定的溫度起到了很大的作用，因?yàn)橹舅奶己蜌浔忍妓衔锒啵虼嗽谘趸瘯r(shí)可釋放出較多熱量。而且脂肪大部分貯存在皮下，用于調(diào)節(jié)體溫，保護(hù)對溫度敏感的組織，防止熱能散失。

紐約愛因斯坦學(xué)院曾經(jīng)有一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，保持恒溫或許是人體用于對抗感染的一種策略。當(dāng)人體的體溫為36.7°C左右時(shí)，足以保護(hù)人體免受大部分真菌感染的侵害。哺乳動(dòng)物和鳥類很少因真菌感染而患病，而養(yǎng)過金魚的人會(huì)發(fā)現(xiàn)魚類經(jīng)常會(huì)被感染，因?yàn)轸~不是恒溫動(dòng)物。

其實(shí)，人體最適宜的溫度是25°C左右，但是由于人的年齡、穿衣的厚度、活動(dòng)情況、人體的部位等不同，人體感受舒適的溫度也有差別。夏季的溫度在19～24°C時(shí)，人體最為舒適，而冬天則是17～22°C。對于人體的不同部位而言，越往外，溫度越低。比如，臀部的溫度比手、腳的要高。

在2020年新冠肺炎疫情期間，我們在公共場所都會(huì)測量體溫，這些場所基本借助的都是電子體溫計(jì)。而家庭檢測體溫主要有3種方法：一是腋測法，把體溫計(jì)放在腋下過5分鐘后再讀取數(shù)值，正常溫度為36～37°C;二是口測法，把體溫計(jì)放在口中過3分鐘后再讀取數(shù)值，正常溫度為36.2～37.2°C;三是肛測法，時(shí)間也為3分鐘，正常溫度為36.5～37.7°C。

家中常用的水銀體溫計(jì)的度數(shù)是以35°C為起點(diǎn)，到42°C為止，刻度上一共有14個(gè)大格，1個(gè)大格代表0.5°C，1個(gè)大格又分為5個(gè)小格，每個(gè)小格代表0.1°C。計(jì)數(shù)時(shí)，視線落在水銀體溫計(jì)內(nèi)液柱的上表面水平的位置，對應(yīng)的數(shù)字就是相應(yīng)的體溫。相信同學(xué)們都會(huì)使用啦！