溫度與熱－小卡隨便亂想

說到溫度，這影響我們生活甚鉅的一個因素，觀念應該比較好想像才是。

舉凡是你覺得熱、覺得冷、被燙到、或煮東西吃、幾乎每一件事都和溫度有關。但是每個人對冷熱的感覺不盡相同，所以訂了一個客觀的標準，也就是我們熟知的溫度，目前比較普遍的溫度單位有攝氏、或華氏。

不過好奇的你，應該要問，這個標準是哪來的？

太艱深的我們不討論，我只講有趣的！

追根究柢，溫度可以說是物體分子熱運動的劇烈程度。

大家都知道宇宙萬物都由分子、原子組成，所以想像一下，你身上有數以兆計的分子，都一直不斷的在頑皮碰撞，跳動著(這是真的！)

當它們空虛、寂寞、覺得冷的時候，動得比較緩慢，表現出來的溫度就比較低，所以就是比較冷的狀況。反之、當它們彼此都在劇烈的碰撞時，表現出來的溫度就高，也就是比較熱。

(順便一提，微波爐的原理，就是它能讓食物中的水分子劇烈跳動，所以能加熱)

這實在是一件很有趣的事！我喜歡想像它們是一堆小小的人，當它們有錢(能量)的時候，就會比較搞怪，想出去玩，想買東西，所以有錢(能量)的分子較活潑，表現出來的溫度就是比較高，窮的分子就只能靜靜地坐在牆角發冷。這是一個相當妙的比喻，怎麼說呢？

因為熱，的確和金錢有類似的觀念可以幫助我們聯想。

接下來我們要帶入一個非常重要的觀念，根據我們剛剛對溫度的定義，是物體分子的運動程度。是一個能量的表現！所以雖然人類可以感覺溫度有冷、熱。但就科學觀測的事實來說，只有熱量，沒有”冷量”這種東西，冷是由於缺乏熱，並不是有種暗黑的力量叫做冷！

我能理解大家每次從冷凍庫裡拿出一個非常冰的東西出來，都會覺得它寒氣逼人，散發出陣陣冷氣，就好像它蘊藏了非常強的”冷能量”。其實並不是！

所以我們今天要釐清的觀念就是這個！

若是這個觀念不好接受，那我們剛剛那個金錢的比喻就可以派上用場。

若是把分子看作是人，有錢(熱量)的人會比較活潑，溫度高。所以溫度低的分子就是比較窮罷了，所以不是它有比較多冷能量。

我小時候這樣想的時候馬上就想到一個問題！

那就是，既然溫度高低代表的是分子能量的表現，所以分子最糟的狀況就是完全沒有能量？那也就是說，一個物體的溫度也許可以無限制的加熱，但無法無限制的降溫，就像一個人最糟的狀況就是窮到一毛錢都沒有對吧？(我知道你在想啥，我們不考慮負債！)

小時候的資訊沒有那麼發達，這個問題的答案許久才被解開。我的想法完全是對的，這個把分子洗劫到一毛不剩的狀態，就是我們目前科學所能知道的最低溫，也就是零下 273.15°C，這個溫度我們叫他絕對零度！理論上全宇宙不可能有比這個溫度更低的溫度！

以上說明了熱量與溫度非常基本且重要的觀念，接著我們要說一下比熱

比熱有個非常明確的定義：使1公克的物質上升或下降1℃ 所需吸收或放出的熱量，而熱量的單位是卡(cal)。

所以大家都知道，讓一公克的水，上升1℃，需要1卡的熱量。

換作是鐵，讓一公克的鐵，上升1℃，需要0.113卡的熱量。因為鐵的比熱是0.113卡/公克‧度(cal/g•℃) – 這是比熱的單位。

如果很難理解，告訴大家一個好消息，我們那個分子有錢的例子也可以幫助大家理解喔！

假設1克水分子是一個人，我們給他1卡的錢，它會高興的蹦蹦跳跳上升1℃。但是我們把同樣1卡的錢給玻璃(玻璃比熱0.2 cal/g•℃)，玻璃卻會高興到上升了5℃，比水分子高興五倍。所以玻璃分子很容易滿足，水分子比較貪心，這就是比熱的意義，同樣1克的不同分子，吸收或放出同樣的能量，但溫度變化卻不同！換句話說，同樣溫度的水和玻璃分子，他們內部蘊含的熱量也相差五倍。