保溫杯的保溫原理是什麼?熱傳遞了解一下

許新芳

2019年08月08日08:16  來源:人民網-科普中國
 

寒冷的冬季,保溫杯在人們的日常生活中必不可少。很多人愛喝熱水,保溫杯能保持水溫,所以冬天大家基本都會用到。那麼,它為什麼能保溫,背后的原理你知道麼?

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2017年12月23日,志願者在向環衛工人贈送保溫杯、手套、口罩等保暖防護用品。(石玉成/人民圖片)

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保溫杯從保溫瓶發展而來,保溫原理與保溫瓶一樣,隻為了方便攜帶,把瓶做成了杯。早些時候,人們用保溫瓶儲存熱水,保溫瓶也叫熱水瓶、開水瓶或暖壺,外殼用塑料、鐵皮或者竹篾做成,內裝雙層玻璃內膽,夾層中的玻璃上鍍銀,瓶口用木塞封閉。

熱量傳遞有三種方式:熱傳導、熱對流和熱輻射。保溫瓶瓶膽是雙層玻璃結構,中間抽真空,可以減少熱傳導﹔玻璃內膽用不易傳熱的軟木塞堵住,倒入熱水后可以減少熱對流﹔瓶膽雙層玻璃之間鍍上銀,可以將瓶內熱輻射反射回去。別小看一個一個小小的保溫瓶,它完美運用了熱量的三種傳遞方式,讓保溫效果達到最佳。

最早的保溫杯杯膽就是一個小的保溫瓶的內膽,隻不過為了飲用方便,內膽口變為了敞口。隨著社會的發展,這種易碎的玻璃內膽保溫杯已經很少見到了,更多的是使用不鏽鋼材料制成的保溫杯,但是保溫原理是一樣的。不鏽鋼保溫杯是雙層結構,內膽與杯身兩層不鏽鋼之間焊接結合,抽成真空,真空不傳遞熱量﹔保溫杯的旋塞密封性能好,通過對流散失的熱量很少。在內膽與杯身兩層不鏽鋼之間鍍上銅或者銀,可以有效減少輻射丟失的熱量。不鏽鋼保溫杯攜帶方便,經久耐用,便於清理,逐漸成為了市場上的新寵。

一般而言,保溫瓶保溫最差的地方是瓶頸,所以,大容量小瓶口的保溫杯保溫效果會更好。當自駕旅游、戶外運動時,大容量的保溫杯就成為裝備必選。

保溫杯是保持溫度而不是保持溫暖,所以,它不僅能讓熱水保持一定溫度,也可以讓冰糕之類的東西保持一定溫度。保溫杯的結構使裡面的熱量不容易散失,外面的熱量也不容易進入裡面,所以保溫杯能保“暖”,還能保“冷”。夏日旅行,烈日炎炎,在保溫杯中放入冰鎮綠豆湯,擰嚴杯蓋,一定會讓你夏日旅行冰爽愜意。

本文由北京印刷學院物理系副教授李蜜丹進行科學性把關。

(責編:王紹紹、王燕華)