熱與冷(二)

前篇提到, 「熱」的溫度是沒有上限, 而「冷」卻不可能低過「絕對零度」。

這首先要知道, 物質有三態: 固態、液態、及氣態, 和當為物質加熱時, 其內裡有甚麼反應。

物質在固態時, 例如是一塊鐵、或一塊冰, 內裡的份子與份子之間、原子與原子之間的相互作 用引力, 把彼此牢牢的固定下來。但其實內裡絕不平靜, 每個原子仍然在極有限的活動範圍裡 活動著, 只是自身的能量不足, 未能擺脫彼此之間的相互作用引力的限制。

當對物質加熱時, 即為該物質提供更多的能量, 內裡的原子會吸收那些能量。可是原子並無任 何設備用來儲存那額外的能量, 而是直接消耗在更大幅度的活動上。隨著更多熱能, 受熱的物 質溫度升高, 原子所吸收的能量更多, 活動的幅度更大, 直至擺脫彼此之間的引力而作更自由和 更大範圍的活動, 固態物質開始慢慢變成液態, 那時的溫度, 就是該物質的「熔點」, 如果繼續 提供熱量, 溫度不會繼續升高, 而是有更多物質熔化成液態, 直至完全熔化為止。如果在那時將 物質中的熱能「抽」走, 原子的能量減少, 活動幅度降低, 再次被彼此之間的引力固定下來, 從 新回復固態。在日常生活中最容易見到的例子, 就是冰熔化成水、水結成冰了。

當物質完全熔化成液態時, 仍然繼續加熱, 原子得到更多的能量, 活動的能力和範圍更大, 甚至 可以完全脫離彼此之間的引力, 完全自由活動, 飛向空間, 變成氣態, 最好的例子就是水滾後化 成蒸氣。但當蒸氣被冷卻(熱能被抽走)後, 又會變回液態的水。

為物質提供熱能, 不但可以令其在「三態」中互換這些物理轉變, 更重要的是促使物質間的化 學作用。在日常生活中也可見到, 洗潔精在熱水中的洗碗效果比在冷水中好, 就是這個原因。

「熱」無上限, 而「冷」則有「絕對零度」這個極限。在理論上, 當冷到「絕對零度」時, 全宇 宙中的能量是等於零, 所有物質中的原子都完全靜止不動、也沒有任何化學反應。在實際上, 這是不可能達到的, 因為全宇宙中, 還有大量如太陽一樣的恒星在發熱發光, 讓能量從較熱的地 方「流」向較冷的地方。如果將這些熱能平均分佈到全宇宙, 溫度將會是比「絕對零度」約高 0.7度。

「熱」的相反不是「冷」, 因為沒有最熱, 只有更熱, 而冷則有更冷, 還有最冷。

「天下皆知美之為美, 斯惡已」???