首先提醒一点:70℃的水会导致烫伤,不要用手去尝试。
我们知道,水的比热容(4.2J/g·℃)是很高的,除氢氦等物质外,水几乎是我们常见物质中比热容最高的了。
而且,水的热导率(0.59W/m·℃)也很高,几乎是非金属液体中热导率最高的了。
人体皮肤感觉到的冷/热程度,并不仅仅在于温度,而在于单位时间内导出/导入的热量大小。
相比液态水来说,杯子的热容量小,导热系数也小。
直接接触热水时,单位时间内由水传递给手的热量更多,水失去热量后降温更慢;
直接接触热杯子时,单位时间内由杯子传递给手的热量更少,杯子失去热量后降温更快。
因此,我们会感觉相同温度(≥37℃)的水比杯子更烫。
同样的,如果温度低于人体体表温度(≤37℃),我们会感觉相同温度的水比杯子更冷。
因为静止不动的水会形成隔热层。
水的导热能力其实并不怎么强(比空气强一些)。所以如果水静止,则70度的热水到你的皮肤之前会形成37~70度,由内而外的过渡层,外层70度的水会缓慢将温度,通过过渡层传给中央的你的指头。所以只要插入的那下你要真能忍住(说实话,70度没几个人能忍),那后面保持不动就好。
但是如果是流动的水,那这个过渡层就没了,周围70度的烫水直接对你的皮肤热传递,那你烫到了。
物理学上,这个是牛顿冷却定律的实证,同时也是不少防寒,保温设施设计需要探讨的议题!