炭焙茶就是科學：認識熱能傳導的 3 種形式，你會更了解炭焙茶的價值
Nov 05. 2024
火是人類文明的基礎，從此以後，夜晚不再恐懼，食物得以保存。熱能更是一切料理的源頭，了解熱能是非常重要的事，但卻總是被大家忽略，料理離不開熱，熱也不只是把食物煮熟而已，適當的熱能，能使食物恰到好處的熟，料理如此，焙茶亦是如此，讓我們就從熱能傳導的角度來認識焙茶熱源的差異吧。
這篇文章受到以下的啟發：
- 基礎物理學
- 烤肉的原理
- 及這篇文章《料理即是科學：學會熱能傳導的三種形式，讓你成為更好的廚師》
熱的傳播有 3 種方式，高溫的物體可藉由「熱傳導」、「熱對流」及「熱輻射」的方式，把熱傳向低溫的地方，熱本身是一種能量，稱之為熱能。
目錄
先說結論：炭焙茶具有熱能傳播的 3 種方式
在詳細說明熱傳播的 3 種方式之前，我們先來揭露答案：炭焙茶的炭焙過程中，是同時擁有這 3 種熱傳播形式在作用，這一點是炭焙茶，或炭焙烏龍茶擁有更深厚風味的原因。
熱傳導，炭焙茶的熱傳導現象
把一個鍋子放在火爐上，不久連把手的部份都會變熱，這就是熱傳導，熱能原本只是在加熱鍋子的中心，但隨著鍋子本身的熱傳導，把熱能逐漸傳送其他部位，如果在鍋子上放牛排，則牛排接觸到鍋面，熱傳開始透過接觸面由鍋底傳送到牛排，並漸次傳送到中心與上表面（如果都不翻面的話），將牛排煎熟。
熱傳導的底層作用是，物體接觸的表面由於分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動，而產生的熱量傳遞現象，是一個分子向另一個分子傳遞振動能的結果。
炭焙茶製作時，熱能經由在炭上所覆的炭灰傳遞上來，便是熱傳導的應用。
熱傳導是熱能傳播效率最高的方式。
熱對流，炭焙茶的熱對流現象
會流動的物體會帶動熱傳播，在生活中最常見流體的便是水、空氣、水蒸氣了，比如你在煮湯圓便是靠水滾之後的流動，源源不絕的將熱能運送到湯圓。
這些流體受熱之後較熱部份會往上運動，未受熱的部份則往下沈，如此自然的流動，即會帶動熱傳播。
當然也有刻意創造的流動，比如吹風機便是利用風將熱帶向頭髮，比如山上流下來的小溪，當我們把腳伸入溪中，不斷流動的溪水持續將我們的體溫帶走，於是我們持續的感覺清涼。
熱對流的底層作用是會流動的物體內部的分子運動，與不同溫層間因密度不同所產生的流動，因流動而傳播熱能。
炭焙茶製作時，炭灰之間保有空隙，熱空氣會不斷的往上流動，進而傳送熱給茶葉，也帶動底部的冷空氣進入提供氧氣，讓文火燃燒得以持續。
熱對流的效率因流體不同而有不小的差距，比如同樣是 100 度的空氣，人手可能還可以接觸一下快速縮回，不會受到傷害，但若伸入100度的水蒸氣中，則可能會很快的燙傷。由此可知空氣的熱對流效率較差，空氣所能傳遞的熱量有限，也因為這樣，我們在吹頭髮時才不會發生意外。
圖說：太陽是生命之母，其熱能的傳遞便是透過熱輻射
熱輻射，炭焙茶的熱輻射現象
前面兩種形式，都需要介質才能傳播熱，但熱輻射不必，它透過光波的形式（不可見光），在真空中亦能傳送，同時還具有一些穿透力。
太陽是我們最好想像的熱輻射源，讓我們去曬太陽吧，初時我們只覺得陽光和煦，但曬久了後，便覺得熱了起來，衣服也熱了，地上的柏油也熱了，這些熱便是來自太陽的熱輻射。
烤箱、煤炭、木炭等等都具有熱輻射的能力（其實萬物都有熱輻射，強弱有別而已），熱輻射因為具有穿透力，所以我們在烤肉時，可以將肉片放置距離燒紅的炭火一段距離，也能快速的將肉片烤熟，這是拜熱輻射穿透肉片加熱中心所賜。熱輻射還有個有趣的現象，就是它會被反射，也就是說淺色的物體，所接受到的熱輻射較少（所以夏天為什麼要穿白色的衣服），這也可以解釋為什麼烤肉時一旦變黃褐色，它就會很快的變焦，因為肉的顏色變深之後，吸收了更多的熱輻射，所以加熱的速度便變得更快了。
熱輻射的底層作用是物體中的帶電的粒子振動，它們在振動時會發射電磁波，振動越強烈，電磁波就越強，輻射熱也就越強。
炭焙茶製作時，由於使用的是炭，炭具有熱輻射，所以當炭焙進行時，茶葉的中心會因熱輻射而開始加熱，不必等待熱傳導或熱對流將熱帶進茶葉中心，茶葉可以焙得更透更平均。
熱輻射的傳熱效率不及熱傳導，但較依賴空氣的熱對流高，這也是為什麼炭焙茶的成品可能好於使用熱風的焙茶機。喔，對，我們一切只能講可能，因為在操作焙茶的畢竟是人，人的技藝不同，所產生的結果自然不同，不能只看所使用的工具或技術就妄下定論。
認識熱能傳導的 3 種形式之後，品茶的你可以獲得什麼？
當然是更了解焙火時的重點是什麼，焙火要通透、要均勻，才能產生好的焙火成果（其實就是梅納反應，請參考這篇文章），而炭焙的精義便是有熱輻射，所以若焙茶機的熱源能均勻的產生熱輻射，便有機會達成炭焙的效果，雖說古法有古法的效果，但科技的價值，就在於了解原理，再用更易被控制的方法來執行。而這樣的茶，也是存在的。
希望大家都可以在古法的茶與科技的茶中（靜浸茶都有），獲得無限大的品飲樂趣。
