100度的开水，从多高的地方倒进人嘴里，才不会觉得烫

人体对于温度的感受是不一样的，有的人耐热性比较好，所以感觉到的比较烫的水也会可以喝下去。中国的父母经常会训练自己的孩子从小就喝热汤，所以在欧美人那里无法下咽的热汤，在中国人这里也可以喝下去。

很多中国人都可以喝60度的水，但是60度的水已经非常烫了，因为巴氏杀菌法就是在60度保温半小时来杀灭细菌的。

所以，如果开水从高处倒进嘴里，要觉得不烫，中国人需要的高度要比外国人需要的低。

但是一般的情况下，医学有一个通用的标准。因为外部的热量在传导进皮肤的时候，热量会被血液带走，当接触到皮肤的温度高于一个数值的时候，血液已经来不及带走这些热量，那么人体就会感到灼热。这个温度在45度左右。

以这个为标准，这个问题就转化为：100度的开水从多高的地方倒下来，会降低55度。

水散热主要通过4种方式，1是蒸发，2是热传导，3是对流，4是辐射。

开水从高处倒下来，因为在空气中经历的时间很短，所以热传导、对流、辐射可以不考虑，降温主要是通过蒸发方式进行的。

实际上这里还有一个变量没有明确，就是开水倒下来的流量，因为流量大，进行蒸发的比表面积就越小，所以降温就越困难。

而且，水从高处流下来的时候会和空气摩擦，如果空气对水的阻力大于水的表面张力的时候，水流就会扩散开。

水的表面张力是一个非常小的数字，要用一种叫做“达因”的单位来计算，一达因只有10的-5次方牛顿。

水在20度的时候，表面张力是72达因，而在100度的时候，这个表面张力还会更小。

水以自由落体姿态跌落三米高度，速度就会达到7米每秒，这个时候水柱就很容易扩散。

所以，这里要限定倒开水的最高高度只能在三米以内。

一个5磅的常用的家用水壶，能够倒出来的水柱直径d，最粗有20公分。

水柱蒸发的比表面积为：π*d/（π*d^2/4)=4/d。

由此可见水柱越细，比表面积越大。

要让水经过一段距离能够冷却的关键，在于控制水柱的粗细（流量）。

按照茶道的说法，泡制发酵类的茶（红茶、乌龙茶）需要高温，而泡制绿茶需要80度左右的温度。茶馆里面的铜茶壶，都有一个又长又细的嘴，目的就是增加散热的比表面积，最终控制从壶嘴里倒出来的水降到泡茶的最佳温度。

水从高处倒下来，温度会随着增发不断的降低，蒸发量和温度降低是一个动态的过程，是一个以e为底数的复杂对数曲线。为了简化计算，用线性关系代替，把水在60度时候的蒸发量作为一个平均值。

按照通常蒸发量的计算公式Q=CxMx△T，△T=T2-T1，热容 C的单位 J/g.°C。

水的蒸发量乘以水的气化热就是蒸发能够从水中带走的热量，这个热量除以水的质量和热容量就是温度降低的具体数字。

这个问题就简化成：按60℃计算的蒸发量，一段直径为d高度为Δh的水柱，自由下落x米，温度要降低55度，求d和x的关系。

根据水柱的粗细可以计算出横截面积，横截面积乘以速度就是每秒钟的出水量。

在20度的室温空气下，计算了三组结果如下：

第1组，以7毫升每秒的速度倾到100度的开水，可以在下落三米后温度降到45度。

第2组，以2毫升每秒的速度倾倒100度的开水，可以在下落两米后温度降到45度。

第3组，以0.05毫升每秒的速度倾倒100度的开水，可以在下落一米后温度降到45度。

这个计算结果可能会与实际的结果有一定的偏差，因为会受到三个因素的影响。第1个因素就是我们计算的时候取得水的平均蒸发温度60度；第2个因素，是水在下落的过程中因为和空气的相对速度对蒸发量的影响，相当于有风在吹这个水；第3个因素，是水在下落过程中，会逐渐变得更细，计算中取值是在下落末端，水流最细的时候。

但是，这个结果是可以验证的，而且我们不需要直接往自己的嘴里倒。

以第1组为例，我们只要在一分钟的时间里面，从三米的高度向容器里倾倒420毫升100度的水，然后再测一下容器中的水温即可。

如果进行一系列的实验，对计算参数进行修正，可以算得非常精确的结果。