热水瓶( 二 )


热水瓶

文章插图
内部结构热水瓶里有一个抽成真空的玻璃瓶胆 。热水瓶内部是玻璃层,而玻璃周围是真空 。玻璃瓶胆容易破,所以将它包在塑胶或金属外壳内 。许多热水瓶其实是可以旋开并取出玻璃瓶胆的 。热水瓶还更进了一步 。玻璃进行了镀银处理(像镜子那样),以减少红外辐射 。真空和镀银的结合大大减少了对流、传导和辐射造成的传热 。那幺为什幺热水瓶里的东西最终会冷却下来?在图中,您可以看到有两个传热的路径 。其中比较大的是瓶塞,另一个就是玻璃,它在热水瓶顶部内外壁交接的地方产生了一个传热的路径 。虽然通过这些路径进行的传热很少,但并不是没有 。热水瓶是否知道里面的液体是热是冷?不知道 。热水瓶所做的只是限制通过热水瓶壁进行的传热 。那样可以使热水瓶里面的液体长时间保持温度几乎不变,无论是热还是冷 。改进方式如果您喜欢做实验,您可能想通过一些实验来比较各种绝热方式和热水瓶之间的差异 。或者,您可能想改进热水瓶的性能 。最终的问题就是“您是否能让一杯咖啡保温一整天?”:如果您可以肯定地回答这个问题,您就可以凭藉它创建一个商业帝国了……一个调查途径就是更好地了解您的热水瓶:1.拿一个热水瓶 。2.向里面注满沸水并盖上瓶塞 。3.每隔一两个小时用温度计测量一次它的温度,观察温度曲线 。如果您把热水瓶放到泡沫保温盒中,是否会有什幺变化?如果把热水瓶倒立放置在保温盒中一个白天,会有什幺效果?您可以尝试的另一件事情是,做一组实验来找出不同材料的绝热值 。找几个可以与热水瓶盛装相同体积液体的罐子,然后尝试使用不同的材料给它们绝热 。试试家中像泡沫、羊毛、铝箔、塑胶、报纸之类的东西,也可以组合起来使用,还可以试验不同的厚度 。您可以了解很多有关不同材料导热性的问题! 最大的热水瓶在这一点上,一个经常问到的问题是:“如果真空是那幺好的绝热体,那幺如何冷却太空船?”太空船中积聚的热量来自它的电子设备、燃料电池、火箭引擎以及接收到的太阳辐射,等等 。所有这些热量必须有个去处,否则太空船就会过热 。但是,太空船是飘浮在世界上最大的热水瓶(外太空的真空)中 。那幺太空船如何处理它多余的热量呢?原来散热是太空船设计过程中一个相当重要的部分 。例如,如果您看一下此页,就会发现Skylab(太空试验站)有一个镀金涂层,用来反射来自太阳的红外辐射,还有一个大型散热器来消散积聚的热量 。太空散热器只能使用红外热辐射来消散热量,所以它必须比地球上类似的散热器大出许多 。在地球上,对流在冷却过程中起主要作用,因此几乎所有散热器都使用风扇来增强对流效果 。同样,太空船货物港门的内侧也装有散热器 。一旦太空船进入轨道,工作人员首先要做的事情之一就是打开这些门进行辐射散热 。热水瓶的危害某研究机构对盛了98天开水的五磅热水瓶胆内壁的水垢进行了化学分析,所含重金属量分别为镉0.034毫克,铅0.12毫克,铁24毫克,砷0.21毫克,汞0.44微克 。水垢的存在有使饮水中重金属浓度增加的可能性 。当用有水垢的热水瓶改盛其他液体,特别是酸梅汤、啤酒等酸性液体后,沉澱于水垢中的一些重金属元素就会因发生化学反应,重新溶解在水或其他液体里 。当人们长期小量地把这些重金属摄入体内,就有可能引起人体消化、神经、呼吸和造血系统的病变和功能障碍 。所以,对这种水垢万万不可小瞧!为此建议人们应定期消除这种水垢「辨别是否保温听音法把空瓶口附在耳朵上,回声越大越好!这是检测水瓶胆有没有破裂的一种方法,那些声音是空气流动形成的回音,回声越大越好!开水速测法在空瓶中导入半瓶至一瓶开水,盖上盖儿,大约三分钟后,双手捧住热水瓶试温,如果感觉热,说明保温性能不佳;如果不感觉热,说明保温性能好 。其他资料人在太阳光的照射下,会感 到身上热乎乎的,这是因为太阳 的热射到了我们身上,这叫热的辐射 。防止热辐射的最好办法是把它挡回去,反射热最好的材料是镜子 。倒一杯开水放在桌子上,由于杯子里的水和周围 空气的流动,使得水温逐渐变得 和周围环境的温度一样了,这是热的对流 。如果在杯子上加个盖,就 把对流的道路挡住了 。可 是这杯水依然会变凉,只是时间长些 。这是因为杯子有传热的性质,这叫做热的传导 。热水瓶胆用双层玻璃做成,两层玻璃都镀上了银,好像镜子一样,能 把热射线反射回去,这就断绝了热辐射的通路 。把热水瓶 的两层玻璃之间抽成真空,就破坏了对 流传导的条件 。热 水瓶盖选用不容易传热的软木 塞,隔断了对流传热的通路 。完善地把传热的三条道路都挡住了,热就可以长久地保留下来 。但热水 瓶的隔热并不那幺理想,仍然有一部分热能够跑出来,因此热水瓶的保温时间有一定限度 。