热水瓶


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热水瓶【热水瓶】热水瓶,也叫保温瓶,是英格兰的科学家杜瓦发明的 。1900年,他第一次使压缩氢气变成液体,即液态氢 。这种东西得用瓶子装起来,可当时并没有现在这样的保温瓶 。他就自己研製 。他採用真空的办法,即做成双层瓶子,把隔层中的空气抽掉,切断传导 。可是这样之后热的辐射也会影响保温,于是杜瓦在真空的隔层里又涂了一层银或反射涂料,把热辐射挡回去 。再用一个塞子把瓶口堵住 。这样热传导的三个方式都被切断了,瓶内胆能较长时间保持温度 。他就用这种瓶子储存液态氢 。
基本介绍中文名:热水瓶
外文名:reshuiping
传递方式:热的辐射、热的对流、热的传导
简介:是英国的科学家杜瓦发明的
热传递总述热的传递方式有三种:热的辐射、热的对流、热的传导 。假如您把一杯冰水或一碗热汤放在厨房的桌面上 。您知道将会发生什幺:那碗热汤将冷却到室温,而那杯冰水将回复到室温 。这就是生活中的热力学,如果任何两个不同温度的物体在一起,热传递将使它们达到相同的温度 。所以,“房间”和“热汤”会通过热度传递过程达到相同的温度——房间稍微变热,汤却凉了许多 。如果您想让一碗汤儘量长时间地保温,也就是说,如果您想儘量减缓热传递的过程,您就需要让造成热传递的三个过程慢下来 。这些过程是:
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热水瓶为什幺能保温:热水瓶有两个瓶胆,它是由玻璃製成的用,泡沫把它包裹起来,而玻璃和泡沫是热的不良导体,并且夹层是真空的,有效地防止空气进入为了防止辐射,瓶胆壁上镀上一层银,使之成为镜面状态,可以反射光和热 。辐射热碰到这光滑的镜面,就会被反弹回去,良好保温 。断绝瓶内与瓶外的热交换,使瓶内的“热”出 不去,瓶外的“冷”进不来 。但热水瓶中的热水不可以永久地不会冷却下来,当今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 。传导让我们先回答一个简单的问题:什幺是热?热就是原子的运动 。原子的“热”可以用它的速度来代表 。在绝对零度(absolute zero)时没有原子运动 。但是,当原子变热时,它们就会开始运动 。当一个原子与其他原子发生碰撞时,就会传输热量 。这种情况与檯球碰撞有点类似,第二个原子得到了第一个原子的一部分运动能量 。热量就是通过这些碰撞传输的 。这一现象的最佳例子就是,拿一根金属棒并加热它的一端,另一端通过传导就会变热,然后变烫 。当您把金属平底锅放在炉子上时,热量通过锅底部的金属进行传导,锅里就会变热 。一些材料(如金属)的导热性要优于其他材料(如塑胶) 。辐射原子运动的另一种效应是振动,振动导致了一种意想不到的现象——红外辐射 。根据《大不列颠百科全书》,“化学键束缚的原子或原子团的旋转和振动可以吸收和发射红外辐射,因而有许多种材料都可以吸收和发射红外辐射 。”红外辐射是光的一种形式 。我们的眼睛看不到红外线,但是我们的皮肤可以感受它 。我们接收到的太阳能大约有一半是不可见的红外辐射,其余就是我们可以看见的光 。像可见光一样,红外线也可以被镜子反射,也更容易被黑色物体吸收 。当红外线被吸收时,它可以造成原子运动,进而导致温度的上升 。常见的红外线的例子有,您感受到电暖气或一块烧红的金属发射的热,您感受到壁炉中的砖发出的热,即使壁炉中的火已熄灭,以及太阳落山后您感受到的混凝土墙发出的热 。对流对流是液体和气体的一种属性 。发生的原因是,液体或气体变热的部分会上升到其余部分之上 。这样,如果您把一碗热汤放在餐桌上,它会加热碗周围的一部分空气 。而由于该部分空气比周围的空气热,它就会上升 。冷空气会填充留下的空间 。然后,这部分新的冷空气又被加热并上升,如此循环,可以设法加快对流速度,这就是对着热汤吹气可以让它快点凉下来的原因 。如果没有对流,热汤保热的时间会长得多,因为空气是热的不良导体 。现象当您站在篝火旁时,您可以观察到所有这三种传热递过程:对于像这幺大的篝火,您可能需要站在至少6米之外 。让您远离篝火的是红外辐射发射出的热 。火焰和烟通过对流被带到上方:篝火周围的空气被加热而上升 。篝火下面1米的土地将会因热传导而变热 。土壤的顶层被辐射直接加热,然后,热量逐层传导至更深的土地 。要製作一个好的热水瓶,您需要做的就是儘可能地减少这三种热传递现象 。内部结构要製作像热水瓶那样的容器,一种方法是拿一个罐子,用泡沫绝热材料把它包裹起来 。绝热材料之所以起作用,有两个原因 。首先,泡沫中的塑胶是热的不良导体 。其次,泡沫中截留的空气更不利于热的传导 。因此会降低传导性 。由于空气被分隔成极小的气泡,因此泡沫绝热材料在很大程度上还起到了消除泡沫内部对流的作用 。所以,经过泡沫的进行的热传递就非常少 。事实表明还有比泡沫更好的绝热体——真空 。真空就是没有原子 。“完全真空”不含任何原子 。要实现完全真空几乎是不可能的,但是可以做到接近真空,没有了原子,就可以完全消除传导和对流 。