知了叫得撕心裂肺。
槐树底下光斑晃眼,热浪从青砖地面往上蒸,人站久了鞋底都发烫。
陈默还捧着那本麻纸本子。额头的汗珠顺着鼻梁滑下来,在下巴尖上悬着,要掉不掉。
“王爷,学生是不是问错了话?”
“没有。”
李晨抬手折了根槐树枝,在空中画了个圈。
“先不说这个。阮秋刚才问的是热力学第二定律,要真正弄明白热力学第二定律,得先弄明白另外一件事。”
“什么事?”
陈默和阮秋几乎同时开口。
“什么是热,什么是冷。”
槐树南边传来脚步声。
李海生背着书包从学堂侧门出来。手里攥着两根冰棒,李长安跟在后面。尉迟辰被孙采薇抱在怀里,小眼睛直勾勾盯着冰棒尖上的白气。
“爹。”
李海生喊了一声,递过来一根冰棒。
“厂里刚出的绿豆味,老马叔说多加了半成糖。”
李晨接过冰棒,没急着吃,在树荫下的石凳上坐下来。
冰棒纸剥开。白汽顺着木棍往上爬,在闷热的空气里凝成一小片水雾。
“海生,爹问你。冰棒为什么是凉的?”
“因为冻过啊。”
李海生不假思索。
“冻过之后,冰棒本身有多冷?”
“墨师傅说盐水池子是零下二十一度。冰棒从池子里拿出来,差不多也是零下二十一度。”
“那今天外头多少度?”
“午后最热的时候,树荫下大概是三十八度。”
陈默接话。
李晨咬了一口冰棒。绿豆香在嘴里散开,冰凉的甜水顺着喉咙滑下去,五脏六腑都跟着一激灵。
“零下二十一度冰棒,碰到三十八度的空气,会发生什么?”
“冰棒化了。”
李长安抢着说。
“为什么化?”
“因为热从空气跑到冰棒里去了。”
阮秋小声说,语气却笃定。
“热量从高温流向低温。”
“对。”
李晨又咬了一口,冰棒在齿间发出细微的碎裂声。
“冰棒变凉,是因为热从你的嘴巴跑到冰棒上。”
“你的嘴本来是三十六七度,冰棒零下二十一度。热量从高温的嘴流向低温的冰棒。嘴巴失了热量,你就感觉到凉。”
“所以冷不是一种东西,冷只是热从你身上流走的速度。流走得越快,你觉得越冷。”
“冬天外头零下十度,你的身体三十七度,热往外跑得快,你就冷得发抖。夏天外头三十八度,你的身体还在三十七度,热散不出去,你就热得难受。”
“冷热不是天气本身,是你的身体和外界之间热量流动的方向和速度。”
“等一下。”
李海生皱起眉头,手指头绞着书包带子。
“爹,三十八度比三十七度只高一丁点。可人为什么觉得那么热?冬天零下十度,差了四十七度,冷得受不了。夏天才高一两度,怎么也觉得热得受不了?”
“问得好。”
李晨把冰棒棍放在石凳边上。
槐树上的知了忽然停了一瞬。那安静短暂得像有人按住了鼓面,又猛地松开,比刚才更响。
“首先,你体温和外界温度的差距,决定了热量流走的速度。冬天差四十七度,热量跑得飞快,身体造热的速度跟不上,核心温度一降,人就危险了。”
“所以冬天要穿厚衣服。不是为了挡冷风,是为了把热量困在衣服里。”
“可是到了夏天,外头三十八度,你的体温三十七度,热量确实只差一度。但问题不在于热量往外跑,而在于热量跑不出去。”
李晨用冰棒棍在空中点了点。
“你的身体每时每刻都在制造热量,心脏跳动、血液流动、肌肉收缩,哪一样都产热。一个成年人一天制造的热量,能把六七十斤水从井水温度烧开。”
“这些热量不散出去,就困在身体里。外部温度一旦接近或者超过体温,身体的散热通道就几乎全堵上了。”
“你不出汗的话,体温会持续升高。用不了多久就会中暑。”
“所以夏天最难熬的不是温度高,是热散不出去?”
陈默在本子上飞快地记,笔尖划过纸面的沙沙声混在蝉鸣里。
“正是。”
李晨点头。
“而且还有一个更要命的因素——湿度。”
“空气里的水分如果已经接近饱和,汗水蒸发的速度就会大大减慢。汗水蒸发是人体最有效的散热手段。一克水蒸发大约能带走六百卡的热量。汗水蒸发带走热量,你才会感到凉快。”
“如果空气湿度太大,汗珠挂在皮肤上不蒸发,散热效率大打折扣。”
“这就是为什么同样三十八度,在戈壁上比在河滩上能受得住。戈壁空气干燥,汗水一冒出来立刻蒸发。河滩空气湿重,汗水流成河也不见凉快。”
“王爷怎么知道一克水能带走多少热?”
阮秋眼睛亮得惊人,汗珠子从鬓角滑下来也不擦。
“量出来的。”
李晨声音沉下来。
“人不能光靠感觉,感觉会骗人。要用数据去量。当年为了改进水泥厂的降温设备,我们在窑炉旁边做过大量实验。水的蒸发热、空气的比热容、风速对散热的影响,都有数据。”
窑炉旁的热浪、工人们湿透的衣裳、第一台风车转起来时带起的那股凉风,像画一样在眼前铺开。
“现在有压缩机了,能把屋子里的热量直接搬出去。可当年没有。当年靠的是风车和凉水,一点一点跟天较劲。”
“爹,那为什么高山上有雪?”
李长安仰起脸,黑眼珠亮晶晶的。
“高山明明离太阳更近。”
陈默手下的笔停了一瞬,抬头看李晨。阮秋也看过来。显然这个问题在他们心里也转过。
“问得刁。”
李晨笑起来,又折了一根树枝。
“离太阳更近?近了多少?地球到太阳的距离大约四百万里。最高的山也不过几十里高。这点距离在太阳和地球之间,九牛一毛都不到。”
“太阳加热地球,靠的不是距离远近。是阳光穿过空气时的角度和空气本身的厚薄。”
李晨用树枝在地上画了个圈。
“阳光照到地面上,先要穿过一层空气。空气虽然透明,但会吸收和散射一部分热量。太阳在头顶的时候,阳光穿过的空气最短,到达地面的热量最多。太阳斜的时候,阳光要穿过更厚的空气,热量被吸收掉的就更多。这就是为什么正午比早晨热。”
“可高山上的空气比平地上薄啊。”
李海生插话。
“没错。”
李晨点头,眼里带着赞许。
“高山上的空气只有平地的六七成厚。阳光穿过薄薄的空气,被吸收得少,地面接受到的热量应该更多。如果只考虑太阳直射,高山上确实比平地热。但是——”
树枝在地上重重一点。
“地面接受到太阳热量之后,会重新把热量辐射回空中。空气里的水汽和二氧化碳就像一条棉被,能把地面辐射出去的热量兜住,不让它跑太快。”
“这条被子在平地厚,在高山薄。高山上没有这条厚被子,地面吸收的热量立刻就辐射散失掉了。散失的速度远远超过吸收的速度。”
“所以地势越高,空气越薄,整体温度就越低。”
“再说山顶的雪。”
李晨在地上画了一条斜线,从低到高。
“空气本身不吸收多少太阳热量。但地面吸收后向外辐射,离地面越远,温度越低。大概每上升一千米,气温下降六到七度。到了山顶,气温常年低于冰点,雪下了以后不化,一年一年攒下来,就成了雪山。”
“所以高山上有雪,不是因为它离太阳近。是因为它把太阳给的那点热量全还回去了。它守不住热。”
“棉被?”
尉迟辰突然开口,小手拽着孙采薇的衣襟。
“高山没有棉被,所以冷?”
孙采薇笑了,把尉迟辰往怀里搂了搂。
“对。高山没有棉被,所以冷。”
“我们冬天盖棉被,也是这个理。棉被自己不会发热,但它把身体散出来的热量困在被窝里。你暖和了,不是因为棉被给了你热,是因为你的热没跑掉。”
尉迟辰似懂非懂地点点头,又盯回那根快要化完的冰棒。
“太阳才是真正的热源吗?”
李长安指了指天。这个七岁的孩子,问题一个接一个,像小石子砸进深潭里,每一颗都砸在实处。
“地球上几乎所有的热量都来自于太阳。”
李晨的声音放慢了些。
“煤炭、木柴、石油,这些东西的热量,本质上都是远古的太阳光。植物生长靠太阳,埋在地下变成煤。太阳每一天给地球送来海量的热,而地球又把一部分热量重新辐射回太空。”
“接收和散失之间达到平衡,温度就不会大起大落。”
“那一年四季怎么来的?”
李长安接着问。
“地球绕太阳转的轨道是椭圆,但四季变化不是因为远近。”
李晨把树枝插进土里,画了一个斜着的圈。
“地球自转的轴是斜的。像一个陀螺歪着身子绕圈。夏天的时候,我们这边歪向太阳,太阳高度角高,白天长,黑夜短,接收到的太阳热量最多。冬天的时候,我们这边歪离太阳,太阳低低地挂在南边天上,白天短,黑夜长,接收到的热量少。日积月累,就有了冷热分明的四季。”
“太阳像一盏灯。”
李长安说。
“怎么说?”
“灯不偏不倚地照着。但陀螺自己歪了,有的地方离灯近,有的地方离灯远。不是灯偏心,是陀螺自己斜。”