魔力科學小實驗，紙杯燉排骨，真香！排骨燉熟了，紙杯為啥沒著？

魔力科學

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文 | 魔力科學小實驗，本文為原創，轉載請注明來源。

冷不丁的，廣東似乎一夜入秋。昨天還豔陽高照，今天已是瑟瑟涼風。

不需要運用熱學原理來論證是不是該換長衣長褲了，儼然這已成為剛需。
記得曾經有一位東北的朋友跟我講，“廣東的冬天實在太冷了，還是我們東北好過冬，暖和！”

其實，這話一點兒也不假。廣東的冷是濕冷，入骨的冷，就好比它的熱——濕熱，蒸包子似的熱。話說，這樣突然降溫，適時喝上一碗熱乎乎、料又足的排骨湯，該是一件極美的事兒吧。

這樣的排骨湯固然好喝，不過，它的缺點也是顯而易見，那就是：

費 — 排 — 骨！

今天，我要用極少的排骨，利用一個紙杯燉一杯暖暖的排骨。是的，你沒看錯，就是：

紙 ！ 杯！ 燉！ 排！ 骨！

這就是我今天要演（tiao）示（zhan）的實驗，能成功嗎？請看今天的科學小實驗。

實驗目的

了解比熱容的概念及其應用

實驗材料

紙杯、排骨、肉片、蘸料

調味料、熱水、鐵架台、酒精燈

操作步驟

1.將紙杯固定在鐵架台上，並倒入半杯約85℃的熱水。（也可以使用常溫清水）

2.將新鮮排骨和調味料放入紙杯中。

3.用酒精燈外焰對准紙杯底部中央持續加熱。（盡量避免空氣擾動）

4.持續加熱6分鐘後熄滅酒精燈，查驗排骨是否燉熟。

現象及原理

通過上面的實驗我們發現：用酒精燈對加注了熱水的紙杯持續加熱後，排骨已經完全燉熟，繼續點燃酒精燈，杯中放入肉片，肉片很快就被煮熟，但紙杯並未點燃。

△排骨在紙杯中燉熟

△紙杯依舊完好

下面的動圖也許更直觀，我們來看看。

燉熟排骨用時6分鐘，而煮熟肉片，僅需1分鐘，而紙杯沒出現漏水，更沒被點燃！

水的比熱容非常大，吸收了加熱過程中的大量熱量，且水沸騰汽化也持續吸收熱量。標准大氣壓下，水的沸點是100℃，而紙的著火點是183℃，對紙杯加熱時，水不斷從紙杯上吸收熱量，即使燒開後，水的溫度也保持沸點不變，從而使紙杯的溫度不會超過183℃，加上熱水上浮、冷水下沉，杯內的水實現自循環，不斷冷卻紙杯底，所以水沸騰時紙杯不會著火，甚至可以燉熟排骨。

什麼是比熱容？

單位質量的某種物質，溫度升高1度或溫度降低1度需要吸收或者放出的熱量，就是比熱容。國際單位是焦耳每千克開爾文。

物質的比熱容越大，相同質量和溫升時，需要更多的熱能。以水和油為例，水和油的比熱容分別約為4200 Jkg-1K-1和2000 Jkg-1K-1，即把相同質量的水加熱的熱能比油多出約一倍。（單位中的K和℃可以任意互換）

說人話就是：水升溫需要吸收更多的熱量
！

常見液體和固體物質中，水的比熱容是最大的
。因此，今天的實驗裏，只要杯中保持有水，杯子就不會被點燃。

比熱容有什麼應用？
為何可以消毒？

1.海水的比熱容較大，而且海水占比又比較大，所以當溫度升高的時候，海洋的升溫是比較慢的，到晚上降溫也比較慢，這樣就形成了四季如春的海洋性氣候。

2.在沙漠砂石的比熱容相對就比較小，所以在我國新疆吐魯番地區就形成了早穿皮襖午穿紗的特殊現象，同時晝夜溫差比較大，有利於植物糖分的積累，所以那裏的瓜果比較甜，也是比熱容的原因。

3.在工業上我們常常用水來做冷卻劑，一個是因為水比較便宜，很重要的一個原因是因為水的比熱容比較大，兩個原因結合在一起，冷卻劑就選擇了水。冬季采暖設備用水作介質，也是由於這方面的原因，夏天屋頂灑水降溫也是同理。

4.菜農在貯存蔬菜的菜窖裏放兩大缸水，當溫度驟降時，大缸的水放熱保溫，溫度上升時，大缸的水又吸熱降溫，構成一個天然的空調，也是利用的水的比熱容大的特點。