保溫杯背後有趣的科學原理

注意哈,發明保溫杯的人可真是天才,讓中年人天天都能泡枸杞,其實非常簡單,又好用。 在今天的視頻中,我們將探索保溫杯背後的科學原理。 首先我們從瞭解熱能開始,衆所周知,物質是由原子組成的,但這些原子並不是靜止的,哪怕是堅硬的金屬或者鑽石,其原子也是不斷運動的。 負責這些原子隨機移動的能量成爲熱能,注意聽哈, 比如這個平底鍋,最初容器中的水分子溫度處於室溫,此時水分子的熱能低,運動速度也慢,當我們開火時,水分子就會開始移動得更快,因爲加熱造成的熱能增加,導致水分子變得活躍起來。 這個例子中我們可以清楚地看到,溫度升高意味着熱能升高,更高的熱能會導致更多的熱振動,導致物質膨脹並降低其密度,這種現象稱爲熱膨脹。 那麼,熱量如何從一個點移動到另一個點呢?有三種方式,分別是熱傳導,熱對流和輻射導熱。 比如,這根棒的一端被加熱時,棒的原子由於熱能的增加而開始振動,這些原子與臨近的原子碰撞,就會傳遞熱量,這叫熱傳導。 還有熱對流,比如這個平底鍋,熱量通過容器傳導到水,底部的水會先接觸到熱量,由於加熱水密度的變化,熱的水分子向上移動,冷的水分子下沉,也就是沸騰,這種叫熱對流。 注意哈,熱對流與熱傳導不同,因爲在對流中,物質和能量都在介質中移動,而在傳導中,只有能量流動,並且介質的分子僅圍繞其平均位置振動。 第三種輻射導熱,像這個蠟燭一樣,當我們手靠近時,也能感受到熱量,哪怕處於室溫的碗,也可以發射能量,因爲它也具有非零溫度,只是我們很難感受到。 現在讓我們回到保溫杯,其工作原理是最小化熱傳遞,保溫瓶有兩層不鏽鋼,這兩層由一小部分真空間隙開,真空屏障可防止熱能從內層傳遞到外層,上面講過,這是因爲傳導和對流都需要一些介質來傳遞,保溫杯的內膽還覆蓋有一層薄薄的反射塗層,以最大限度減少輻射熱能的傳遞,總的來說,保溫杯就是通過阻止任何形式的熱傳遞,達到保溫的效果。 多謝您收睇時局新聞,再會!