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来源:中科院半导体所发布时间:2022-01-11102浏览
询问 AI
本文转载自公众号“把科学带回家”（ID：steamforkids）
撰文 Skin
给你一只鸡，没有火，没有微波炉烤箱等电器，你要如何徒手做熟它？
朝它扇巴掌。
这不是笑话，而是一件真事：有人朝鸡扇了135000个巴掌后，将生鸡变成了熟鸡。
是魔法吗？还真不是 | Pixabay
2019年，有一位网友在社交平台上提出了一个问题：依据动能转化为热能的原理，能通过扇巴掌的方式，把生鸡做熟吗？
结果物理教授给出答案：能，只需要很快地扇491000次巴掌就行了。
虽然听起来不太靠谱，但听了物理学教授瑞德·阿兰的讲解后，也许你会觉得这个问题有点合理。
今天能不能吃上烤鸡就靠阿兰了。| Reddit memes
在烹饪中认为，当鸡被加热到74℃的时候，鸡肉就相当于被做熟了，肉中的有害细菌也被破坏。因此，如果能通过扇巴掌，让鸡肉升温到74℃就算大功告成。
因此，这个问题就变成了：将生鸡变成74℃的鸡需要多少热能？
根据下图的热能公式：ΔE=mCΔT，也就是增加的热能鸡的质量×比热容×变化的温度，我们就可以算出需要的热量了。
热能公式。| wired.com
比热容是一个物理量，表达的是物质提高温度所需热量的能力。不同物质加热所需的热量是有差别的，就比如把等量的水和油加热到相同温度，水吸热更多。
现在的问题就是要计算鸡的比热容。阿兰将鸡肉和热水放在同一个密封盒里，水温降低，鸡肉温度增加，由此就能计算出鸡的比热容。
水温（红线）降低，但是火鸡（蓝线）的热量增加。|wired.com
再回到扇巴掌的问题。根据能量守恒的原理，我们扇巴掌的动能的确会转化为热能，有一部分会传递给鸡。还有一部分是传递给了我们自己的手掌。所以当鸡被做熟的时候，按理说我们的手也熟了……
所以，最好的方法是两只鸡互相打，像这样↑（狗头）|Giphy
总之，在套理论下，如果不算能量的额外损失，阿兰算出每个5m/s的巴掌能够升温1.03855×10-4摄氏度。因此一只2kg重的生鸡（23℃）变成74℃的熟鸡，共需要 491069个巴掌。
算出了鸡所需的热能，一切都不在话下。一个奥运会顶级拳手的一拳会有500-1000焦耳的能量，这意味着打460-920拳，也能让鸡肉变熟。
如果你还是嫌这样太麻烦，别的物理大神还为你想出了更方便的方案，比如：如果一巴掌就能把生鸡拍熟，需要多大力气？
而最后得出的结论是：如果想一巴掌拍熟鸡肉，你的手掌速度要达到1665.65m/s。
不过这一巴掌下去，鸡没了，手也没了。
有人模拟了这个拍打的过程，得到的结果…… | twitter @adenoir_
说到这里，这个科学问题似乎还是有点离谱。首先，科学家们的理论计算都是按照理想情况来的，没有考虑到能量的流失，或者鸡肉的冷却。再者，如果想要拍熟鸡肉，可能手也废了。
图源：knowyourmeme
但总有人不信邪，想要亲自验证一下这个问题，路易斯·魏斯 (Louis Weisz)就是其中之一。
2020年12月，他制作了一个复杂的电机系统，将它命名为“打肉机9000”，通过木头手臂的拍打来提供热能。而这种拍打真的有效，鸡肉的温度上升了16℃。
电机代替人力，已经是巨大的进步了。| youtube- Louis Weisz
但理想和现实终究还是有点差距，虽然“打肉机9000”已经很努力了，但是鸡肉的热量也在不断流失，肉被打成了肉泥，电机也被打坏了，实验虽有成效但还是以失败告终。
Weisz并没有轻易放弃，很快，他又研制出了打肉机2.0版本，但这次更糟糕，电机不仅把鸡肉打了个大洞，而且还让鸡肉飞得到处都是……
他甚至还设计了一种“家禽惩罚器”……| youtube- Louis Weisz
不过在2021年3月，Weisz又带着他全新的“打肉机9001”卷土重来，这一次，他装上了更好的电机的手臂，还加上了可调节速度的装置，并将鸡肉装进了超薄气凝胶绝缘材料中，防止热量散失。
在六个小时之后，终于不负众望地将鸡肉加热到了55℃，一共扇了135000次巴掌。
燃起来了。| youtube- Louis Weisz
虽然最终还是没能将鸡肉加热到74℃，但显然是有希望的。Weisz还用相同的方法做熟了一块牛排，并亲自品尝了它，虽然味道有些差强人意，但在科学探索的角度来说，他已经成功了。
还是那个能量守恒定律，除了动能外，势能也能够转化为热能。也就是说，如果将一只鸡从一定的高度扔下去，落在地上的可能真的是烤鸡了。
图源：whatifshow.com
1986年就有人研究过这个问题了。研究者将一只25磅的火鸡从10层高的楼上扔下来，立即测量鸡的温度。
在6个小时之内，他们重复扔了72次，让鸡肉的温度顺利升到了60多度。
数据看起来还是挺可观的。| ohio.edu
而烤牛排也差不多，甚至还有更为详细的研究。当从70km的高度落下时，牛排高速下落，将空气加热到177℃，但这个过程只有不到1分钟，所以没法烤熟牛排。
而在100km下落时，牛排会加速到2马赫速度，能将表面烤焦，但平流层的冷风又会将牛排冷却，所以可能会得到一块只熟了一点儿的牛排。
很早就有人算过这个问题了。| what-if.xkcd.com
但需要说明的是，这些结论也全都是科学家的简略估算，而不同的估算方式也会得到不同的结果。总之，重要的是用科学的思维去解决看似荒谬的问题，说不定真的有答案呢。
看完这个，知道火、微波炉和烤箱有多伟大了吧？
图源：knowyourmeme
封面来源：Reddit memes
参考资料：https://docs.qq.com/doc/DU3J3UkZpZXdkZUxG
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