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檔案編號:CP2021-089
熱水瓶,也叫保溫瓶,是英格蘭的科學家杜瓦發明的。1900年,他第一次使壓縮氫氣變成液體,即液態氫。這種東西得用瓶子裝起來,可當時并沒有這樣的保溫瓶。
他就自己研制。他采用真空的辦法,即做成雙層瓶子,把隔層中的空氣抽掉,切斷傳導。可是這樣之后熱的輻射也會影響保溫,于是杜瓦在真空的隔層里又涂了一層銀或反射涂料,把熱輻射擋回去。再用一個塞子把瓶口堵住。
這樣熱傳導的三個方式都被切斷了,瓶內膽能較長時間保持溫度。他就用這種瓶子儲存液態氫。
熱水瓶膽用雙層玻璃做成,兩層玻璃都鍍上了銀,好像鏡子一樣,能 把熱射線反射回去,這就斷絕了熱輻射的通路。把熱水瓶 的兩層玻璃之間抽成真空,就破壞了對 流傳導的條件。熱 水瓶蓋選用不容易傳熱的軟木 塞, 隔斷了對流傳熱的通路。完善地把傳熱的三條道路都擋住了,熱就可以長久地保留下來。但熱水 瓶的隔熱并不那么理想,仍然有一部分熱能夠跑出來,因此熱水瓶的保溫時間有一定限度。
熱水瓶的功能是保持瓶內熱水的溫度,斷絕瓶內與瓶 外的熱交換,使瓶內的“熱”出 不去,瓶外的“冷”進不來。如果在熱水瓶里放上冰棍兒,外面的“熱”同樣不容易跑 到瓶子里,冰棍也不容 易化。所以把熱水瓶叫做保溫瓶是科學的,因為它既 能保“熱”,也能保“冷”。
熱水瓶能夠保溫,是由熱水瓶膽的構造特征所決定的。原來,熱水瓶膽由兩層薄的玻璃外殼組成,兩層外殼之間抽去空氣,并在瓶膽一側鍍上一層薄薄的銀。熱水瓶膽有一個比它“身體”部分細得多的瓶口,瓶口上可以塞上軟木塞。正是這樣的構造使熱水瓶成了“心腸熱,外表冷”的保溫瓶。
當熱水瓶中灌入開水以后,熱水瓶的結構使水的熱量不能以通常方式進行傳遞:一是熱的對流被切斷。瓶內被加熱的空氣會尋找所有可能的“出口”往外跑,而外面的冷空氣也會無孔不入地鉆進熱水瓶里去。但是,由于瓶頸較細,又被軟木塞緊緊地塞住,因此熱對流的唯一通道被切斷。二是熱傳導被阻塞。雖然與金屬物品相比,空氣的導熱性能比較差,但瓶膽中的熱量仍然會通過玻璃外殼傳遞到瓶外的空氣中去。但是,由于瓶膽有兩層玻璃外殼,中間又抽成真空,因此熱傳導的媒介物——空氣變得非常稀薄,熱傳導的通道也被阻斷。三是熱輻射被杜絕。
冬天,在太陽光下,我們會感到比較暖和,這正是太陽光的熱輻射造成的。由于熱水瓶膽鍍上了一層薄薄的銀,因此熱量的輻射受到了銀層的反射而被擋在瓶膽內部,這就使得熱輻射的途徑也被杜絕了。
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