暖水瓶保溫效果好不好,竟然取決於它,簡直不可思議
我們常用的暖水瓶,結構雖然簡單,但是原理卻一點都不簡單,並且出人意料的是,其保溫效果好壞,竟然是取決於瓶膽的瓶口。
暖水瓶
我們先簡單介紹一下保溫瓶的原理。物體之間的傳熱方式主要有三種,熱傳導,熱對流,熱輻射。暖水瓶要想能長時間保溫,必須從這三種傳熱方式著手。
首先,暖水瓶為了杜絕熱傳導與熱對流,均都採用雙層玻璃或不鏽鋼膽構造,並將中層抽真空。
瓶膽雙層結構
抽真空的原因是:熱傳導和熱對流均需要介質,在地球上,空氣就可以作為熱傳導和熱對流的介質,抽真空後,暖瓶中的熱水的熱量無法透過介質與外界環境進行熱傳導、熱對流的方式換熱。因此,將熱量儘可能多的保留在熱水中。
比如,在太陽系中,太陽持續透過輻射向周圍放熱,但太空中的溫度為-270度左右,就是因為太空中為真空環境,熱量無法傳遞給環境導致的。
真空環境中,溫度極低,接近絕對零度
其次,暖水瓶為了杜絕熱水熱量透過熱輻射的方式散熱,將內膽鍍銀或包銅箔或、鋁箔,使其產生鏡面反射,將熱輻射反射回熱水內,使溫度持續保溫。
瓶膽鍍銀
眾所周知,熱輻射無需介質,並且有溫度的物體均會向外輻射熱量。因此,熱輻射無法避免,但熱輻射屬於電磁波範疇,均有反射,折射衍射等物理現象,因此,可將熱水向外界的熱輻射反射回熱水內,這樣就最大限度的減少了暖水瓶中熱量的散失。
雖然,暖水瓶已經最大限度切斷了熱量散失的三大途徑,但並不能保證絕對杜絕熱傳導、熱對流、熱輻射的發生。
事實上,暖水瓶最大的缺陷就在於瓶口之處,因為此處是內膽外膽交匯處,直接與大氣接觸,熱傳導、熱對流現象在此處最為劇烈,可以說,暖水瓶的90%熱量散失是發生在瓶口部位。
因此瓶口的設計也是決定了暖水瓶的保溫效果,通常在製造暖水瓶時,總是儘可能縮短瓶頸,容量愈大而瓶口越小的保溫瓶,保溫效果愈好。
瓶口
另外,很多朋友認為,暖水瓶中熱水越多,保溫效果越好。其實不然,科學驗證,暖水瓶中貯水量約到90℅ 時,其熱量散失最慢,保溫效果最好。
這是為何呢?其實還是與瓶口相關,若是暖水瓶中裝滿熱水,瓶口溫度高,與環境溫差大,熱傳導、熱對流最為嚴重;但當暖水瓶內熱水很少時,其散失到外界環境的熱量雖然少,但是熱水的熱量卻被涼的玻璃膽吸收,同樣導致熱水溫度降低。所以暖水瓶要想有理想的保溫效果,即不要裝得太滿,也不能裝的太少。
暖水壺裝90%熱水最佳
上文介紹了暖水瓶的保溫原理,我們再討論一下如何挑選暖水瓶,即如何判斷暖水瓶是否合格。在瓶口大小長短確定的前提下,可透過以下兩個方面進行挑選。
第一,瓶膽夾層真空度越高,保溫效果越好。瓶膽真空度越高,熱傳導、熱對流散失的熱量越少。
瓶膽
而瓶膽真空度可透過聲音來判斷,由於真空不能傳播聲音,瓶膽夾層中真空度越高,從瓶口傳進保溫瓶中的各種聲音也就越不容易透過夾層傳出來,聲音在瓶內經過內壁多次反射後,就會形成很濃重的嗡嗡聲,因此這種聲音越大,其保溫效能也就越好。
第二,瓶膽鍍銀越均勻,保溫效果越好。
瓶膽內部
可以透過手電筒像瓶內照射,如有漏鍍部位,那麼這個部位對光的反射能力就會很弱,一眼立刻發現。