小小保温瓶蕴含大秘密

小小保温瓶蕴含大秘密
保温瓶的作用是尽可能长时间保存开水处于高温状态 , 要做到这一点就是要减小内部与外部进行热传递 。影响热传递存在三个基本因素 , 那就是对流、传导和辐射 。保温瓶之所以能保温 , 是因为瓶胆在其结构上基本防止了热传递的三种方式 。保温瓶除了包含一些热学知识之外 , 在使用时还会接触到声学一些原理 。
下面就来从保温瓶的结构上分析 , 到底保温瓶为何能够长时间保存高温水 。
一、保温瓶瓶口小而且加木塞 , 防止了热的对流 。
【小小保温瓶蕴含大秘密】因为热的对流与液体表面积大小有关 , 表面积越大 , 热的对流越快 , 热量散失就越多 , 热水温度降低就越快 。因此 , 保温瓶口都做得相当小 , 这样就可以很大程度上减少热的对流 。瓶口上加上软木塞 , 一是能减少热水面上的气体流动 , 切断热的对流通道 , 防止了瓶内外空气的对流 。二是使逃离热水的高能量的分子与软木塞发生碰撞后 , 再回到原来的热水中去 , 可减慢热水热能的损失 。
二、瓶胆是由双层玻璃制成 , 中间抽成真空 , 防止了热的传导 。
真空几乎不能传导热量 , 为了减小热量的耗散使用真空可以阻断热量传递 。瓶胆是由双层较薄玻璃制成的 , 层间距离紧几个毫米 , 并将其夹层中的空气抽出而造成相对真空 , 瓶口再用干软木塞塞住 , 这样做是为了防止热的传导 。其道理是玻璃、软木塞都是热的不良导体 , 真空又不能传热 , 所以热水中的热就难以传导的形式传出去 。
三、瓶胆上镀上了银 , 为了防止热辐射 。
瓶胆双层玻璃表面上都镀上了一层银膜 , 以提高其表面的光洁度和光滑度 。由于瓶胆表面光滑 , 所以将从瓶内外辐射到瓶胆表面上的热再反射回去 。并且瓶胆表面越光滑 , 反射热的能力就越强 。因此热水中的热量也就难以通过光滑的瓶胆面辐射出去 , 这也就是防止了热辐射 。
在向保温瓶中盛水时 , 根据瓶胆内的声响就可以判断出保温瓶是否完好 , 这从声学原理可以得到很好的解释 。
在挑选保温瓶时 , 人们常把耳朵贴在瓶口 , 听瓶胆内的响声 , 如果其“嗡嗡”声越大 , 则说明该瓶胆质量越好 。由声学知识知道 , 声波的传播要靠媒质 , 也就是说真空是不能传播声音的 。并且 , 声波在传播过程中遇到障碍物就要发生反射 。在我们周围 , 每时每刻都存在着各种频率的声音 , 这些声音总有一部分会进入到瓶胆内 。当这些声音进入到瓶胆内遇到很光亮的镀银面时 , 就会在瓶胆内发生频频地反射 , 而不能透过高真空的玻璃夹层 , 于是在瓶胆内就形成了较强的交混回响声 , 这就是人们听到的较大的“嗡嗡”声 。镀银面的光亮度越高 , 夹层里的真空度越高 , 听到的“嗡嗡”声就越大 , 则瓶胆的质量就越好 。反之 , 听到的“嗡嗡”声越小 , 则瓶胆的质量越差 。