作为人类的好朋友，鸡在我们的餐桌上意义重大。怎么做鸡也是一门学问，emmmm，我是说怎么“做”鸡。常见的做法有油炸、煨汤、烧烤……这些你可能都见识过了，但你想过怎么通过朝一只鸡扇巴掌来把它弄熟吗？
图源：giphy
2019年情人节那天，有个叫“水生植物先生”（MrWaterplant）的id，在论坛上就提了这么一个问题——“既然动能可以转化为热能，那么我能通过朝一只鸡扇巴掌来把它弄熟吗？”
看到这种提问，你很自然地会升起疑问，朋友你为什么要在情人节思考这种问题？你到底跟鸡有多大仇？以及，这种事情真的可能吗？
发出怒吼：“鸡可杀！不可辱！”| kinja-img.com
说起来，这个看上去很像段子的问题其实是道不错的物理学题目。
此前网上也有过一些类似的疑问，比如兰德尔·门罗创作的网络漫画xkcd回答过“牛排从多高的地方掉下来，能在掉到地面时正好被烤熟？”算出来的结果是，250千米处可能是最佳高度，能得到一块半生不熟的牛排。低于250千米，牛排更生。高于250千米，会进入弹道导弹的“剥蚀区”，牛排会被烤焦并解体。
天外飞牛排 | xkcd
类似的问题还有“一只冷冻火鸡从多高的地方掉下来，能在掉到地面时正好被烤熟？”这个问题我恰好在2010年时计算过，结论是14.2千米的高度或许就能行。
你可以看到这两个结果差得挺远，但估算本来就有误差嘛。无论如何，让我们来研究研究这个掌掴鸡肉的物理学问题。
烹饪就是加热
比如你想烹饪一只鸡，你可以把它烤熟、炸熟、煮熟，还可以用微波炉把它弄熟。重点是你要把这只鸡从室温加热到74摄氏度。
把鸡弄熟有两个好处。第一，熟的肉类更方便人类消化，我们从熟肉中摄取的卡路里也比生肉多。第二，在74摄氏度上，鸡身上的有害细菌多半都被杀死了。所以说，别吃生鸡。
虽然弄熟的鸡不光是温度较高的生鸡肉，但我还是假定它就是吧。烹饪对鸡造成的变化不仅是改变了它的温度，但这一点我们也暂且忽略不计。我们关心的问题，是需要多少能量才能改变鸡的温度？要回答这个问题，我们来看看热能的改变。
热能的多少不仅取决于温度的变化，还要看物体的质量和类型。写成公式就是这样的：热能变化=质量×比热容×温度变化。
在这条公式中，ΔT指的是温度的变化，C是比热容。
“比热容”C是个什么东西？我举一个例子来说明：假设我要加热相同质量的钢材和泡沫塑料。钢材和泡沫塑料的原始温度相同，但加热钢材需要更多能量，因为钢的比热容是0.49 J/(g•°C)——这个单位读作焦耳每克摄氏度，而泡沫塑料的比热容只有0.3 J/(g•°C)。
那鸡又怎么样呢？一只鸡的比热容是多少？这个数值我不知道，只能靠猜，就用水的数值4.186J/(g•°C)代替吧（水的比热容是很高的）。或者我也可以用一种和鸡类似的东西。用火鸡怎么样？火鸡和鸡差不多对吧？我正巧也测量过火鸡的比热容。
下面是测定火鸡比热容的方法：
取火鸡一只（事先要知道它的质量和初始温度）。
把它和一些热水放进一只隔热的盒子里。
过一段时间测量水和火鸡的温度。
因为我知道水的比热容，所以可以用水温降低了多少来算出火鸡热能的增加。下面是一张变温曲线图（证明我真的算过）。
我从计算中得出火鸡的比热容是6.018J/(g•°C)。没想到它居然比水还高。
能量守恒：从巴掌到热能
假设鸡和火鸡相似，我就能算出把鸡弄熟所需的热能变化了。可这些热能又从哪里来呢？没错，从一只手掌的拍打中来。
那么一记掌掴能提供多少能量？假设你手掌的质量是mh，手掌移动的速度是v，那么一记掌掴的动能K就是：
当手掌击中鸡身时，手掌就会停下。这时它的动能为零，所以它之前的动能一定去了什么地方。这些动能大概有大部分都变成了鸡肉增加的热能——以及手掌增加的热能！也就是说，要把火鸡弄熟，你也得把自己的手掌一并弄熟。不过我们暂时不要担心手掌，只要估计它的能量有一半进入了鸡身，一半留在了手掌就行了。
所以到底要拍多少下？
打得足够多的话，这只鸡不但会死，而且会熟 | knowyourmeme.com
主要概念已经有了，现在只欠计算。
我们先来设定几个初始的假设：
→ 鸡的质量＝2千克。你在店里买到一整只生鸡大概就这么重。别担心，如果你不喜欢这个数字，你可以在下面自己改掉。
→ 初始温度＝23摄氏度，目标温度＝74摄氏度。
→ 手掌的质量＝200克（此处纯属瞎猜）。
→ 掌掴的速度＝3米每秒怎么样？还是加快一点，算它5米每秒吧。
→ 能量系数＝0.5。这是掌掴产生的能量进入鸡身的比例。我用符号“f”来表示。
现在我可以计算鸡在一次掌掴后的温度变化了。
计算可得，
每巴掌造成的升温 = 1.03855×10-4摄氏度
需要的巴掌数 = 4.91069×105
这说的是，你要拍打490000下才能把鸡拍熟，前提是拍打的速度要很快。
假如你一秒拍一巴掌，连续打上136小时7分钟，鸡就差不多熟了。（记得采取一些措施给你的手掌降温，毕竟手掌熟了可不太好。）
但如果把热辐射也进算在内的话，拍打中损失的能量要用斯特潘-玻尔兹曼公式计算。物理学就是这么麻烦（但很有趣）。
也许你不同意我的假设。你可以随意改变数值并重新计算。是的，数值是可以变的，没什么大不了。
比如说，脸书网上的Parker Ormonde就把人的手掌质量估算为400克，巴掌的速度估算为11米每秒。他算出来的结果就是，普通的巴掌扇23034下就差不多了。如果要一巴掌扇熟的话，巴掌速度要达到1665.65米/秒。
我这秒速1.6千米的一巴掌下去，你可能会熟 | knowyourmeme.com
解决了徒手煮鸡难题后，现在只剩下三个未解之谜——
人类手掌的质量到底是多少？欢迎测定，但别搞出不好的事情。
网友们到底有多喜欢“非常规烹饪法”？
物理学家们到底有多闲？
作者：Rhett Allain
翻译：红猪
编辑：游识猷
题图来自youtube/Jixcx
参考文献
[1]Rhett Allain. (2019). How Many Times Do You Have to Slap a Chicken to Cook It? [2]https://www.wired.com/story/how-many-times-do-you-have-to-slap-a-chicken-to-cook-it/
Slaps Chicken at 3275.95 MPH. (2019). [3]https://knowyourmeme.com/memes/slaps-chicken-at-327595-mph
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