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保温杯里的科学


提到保温杯,我们的脑海中可能会出现颜色鲜艳、功能多样、大小不一的各式各样的杯子。保温杯一般是由陶瓷或不锈钢加上真空层做成的盛水的容器,顶部有盖,密封严实。

说起保温杯,人们更多地想到用保温杯来盛热水,这样可以在很长时间内喝到热水。需要说明的是,保温杯不仅可以让热水较长时间保持较高的温度,还可以在保温杯里放冰块,使冰块在一定时间内不融化。也就是说,保温杯不仅可以在一定时间内保持较高温度,也能在一定时间内保持较低的温度。

那保温杯为什么能具有保持温度不易变化的本领呢?

这得从热传递说起。热能总是从温度高的地方向温度低的地方传递,这就是热传递。热传递有三种方式:热传导、热辐射、热对流。热传导主要发生在固体之间,热辐射是热能从温度高的物体隔空向温度低的物体传递。比如说在冬天我们围着火炉,虽然我们身体没有跟火炉接触,但我们同样会感觉到暖和,这就是热辐射。而热对流主要发生在流体之间。

保温杯的功能就是要把杯内的环境和杯外的环境阻隔。这样就可以使杯内的高温不会向杯外传递,也可以使杯外的高温不会向杯内的低温传递。这样保温杯可以在一定时间内保持较高温度或保持较低温度。

保温杯通过哪些途径实现了上面说的这些功能呢?

让我们来了解一下保温杯的结构。保温杯的杯体大多数都是不锈钢的,杯体都是双层或多层的,它的夹层一般是真空的,这样防止热能通过杯体传递。杯体上镀了银,这样的处理可以阻止热辐射,因为浅色可以减弱热辐射。杯盖做得比较厚,有的也是夹层真空的,这样也是为了防止热的传导。有了这双重保护,杯体内外的热能就不易传递了,达到了保温的效果。


来源:《阅读》2019年第Z6期

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