暖瓶,将内胆的内外瓶之间抽成真空,那热量就不会逸出了。为什么?

《三体》中蓝色空间舰长褚岩是不是钢印族,为什么一开始就把全舰抽成真空?

  大家都知道,购买保温杯的真正目的就是要保证放在杯中的液体持续保持较高温度,以便人们可以随时喝到热水,那么保温杯要做到这一点就要减小内部与外部进行热传递。其中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,小编这就为您揭晓这个秘密。


  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。

  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。

  在您看这篇文章之前或许会认为完全是因为保温杯的构造才导致它能够持续的保持内部温度,不让其散失,但是通过小编为您介绍的这些,您是不是对保温杯有了新的认识呢?是不是也想亲自去看看保温杯内部究竟是怎样的呢?如果您想订购这样一款保温杯,就请来吧,热情期待您的光临。

第一章 1-8 热水瓶胆剖面的示意图如附图所示。瓶胆的两层玻璃之间抽成真空,内胆外壁及外胆内壁涂了反射率很低的银。试分析热水瓶具有保温作用的原因。如果不小心破坏了瓶胆上抽气口处的密闭性,这会影响保温效果吗? 解:保温作用的原因:内胆外壁外胆内壁涂了反射率很低的银,则通过内外胆向外辐射的热量很少,抽真空是为了减少内外胆之间的气体介质,以减少其对流换热的作用。如果密闭性破坏,空气进入两层夹缝中形成了内外胆之间的对流传热,从而保温瓶的保温效果降低。 1-10 一炉子的炉墙厚13cm,总面积为20,平均导热系数为1.04w/m.k,内外壁温分别是520℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg,问每天因热损失要用掉多少千克煤? 解:根据傅利叶公式 每天用煤 1-16为了说明冬天空气的温度以及风速对人体冷暖感觉的影响,欧美国家的天气预报中普遍采用风冷温度的概念(wind-chill temperature)。风冷温度是一个当量的环境温度,当人处于静止空气的风冷温度下时其散热量与人处于实际气温、实际风速下的散热量相同。从散热计算的角度可以将人体简化为直径为25cm、高175cm、表面温度为30℃的圆柱体,试计算当表面传热系数为时人体在温度为20℃的静止空气中的散热量。如果在一个有风的日子,表面传热系数增加到,人体的散热量又是多少?此时风冷温度是多少? 1-19 在1-14题目中,如果把芯片及底板置于一个封闭的机壳内,机壳的平均温度为20℃,芯片的表面黑度为0.9,其余条件不变,试确定芯片的最大允许功率。 解: P=1.657W 1-21 有一台气体冷却器,气侧表面传热系数=95W/(m.K),壁面厚=2.5mm,水侧表面传热系数W/(m.K)。设传热壁可以看成平壁,试计算各个环节单位面积的热阻及从气到水的总传热系数。你能否指出,为了强化这一传热过程,应首先从哪一环节着手? 解: 则=94.7,应强化气体侧表面传热。 第二章 2-2 一冷藏室的墙由钢皮矿渣棉及石棉板三层叠合构成,各层的厚度依次为0.794mm.,152mm及9.5mm,导热系数分别为45,0. 07及0.1。冷藏室的有效换热面积为37.2,室内外气温分别为-2℃及30℃,室内外壁面的表面传热系数可分别按1.5及2.5计算。为维持冷藏室温度恒定,试确定冷藏室内的冷却排管每小时需带走的热量。 解:由题意得 = =357.14W 357.14×3600=1285.6KJ 2-7如附图所示的不锈钢平底锅置于电器灶具上被加热,灶具的功率为1000W,其中85%用于加热平底锅。锅底厚δ=3㎜,平底部分直径d=200㎜,不锈刚的导热系数λ=18W/(m·K),锅内汤料与锅底的对流传热表面传热系数为2500W/(㎡·K),流体平均温度tf=95℃。试列出锅底导热的数学描写,并计算锅底两表面的温度。 解: 2-15 外径为50mm的蒸气管道外,包覆有厚为40mm平均导热系数为0.11的煤灰泡沫砖。绝热层外表面温度为50℃,试检查矿棉渣与煤灰泡沫砖交界面处的温度是否超过允许值?又。增加煤灰泡沫砖的厚度对热损失及交界面处的温度有什么影响?蒸气管道的表面温度取为400℃。 解:由题意多层蒸气管总热流量 代入数据得到 由附录知粉煤灰泡沫砖材料最高允许温度为300℃ 由此设在300℃时 因为 所以不会超过允许温度。当增加煤灰泡沫砖的厚度会使热损失增加,从而边界面处温度下降。 2-22 一个储液氨的容器近似的看成为内径为300mm的圆球。球外包有厚为30mm的多层结构的隔热材料。隔热材料沿半径方向的当量导热系数为,球内液氨的温度为-195.6℃,室温为25℃,液氨的相变热为199.6kJ/kg。试估算在上述条件下液氨每天的蒸发量。 解: 2-30 一高为30cm的铝制圆台形锥台,顶面直径为8.2cm,底面直径为13cm.。底面及顶面温度各自均匀,并分别为520℃及20℃,锥台侧面绝热。试确定通过该锥形台的导热量。铝的导热系数为100。 解:根据傅利叶导热公式得 因为:得 得 代入数据积分得 2-36 在外径为25mm的管壁上装有铝制的等厚度环肋,相邻肋片

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