保温瓶上的九个为什么

为什么热水瓶能保暖？[分析]热水瓶能够保温的原因是瓶胆在结构上基本上阻止了三种热传递方式:对流、传导和辐射。1.瓶口很小，塞住以防止热对流。因为热对流与液体的表面积有关，表面积越大，热对流越快，散热越多，热水温度下降越快。因此，保温瓶口做得很小，以减少热对流。瓶塞被加到瓶口。首先，它可以减少热水表面的气流，切断热对流通道，防止瓶内外空气的对流。第二种方法是让从热水中逸出的高能分子与软木塞碰撞，然后回到原来的热水中，这可以减缓热水的热量损失。2.瓶胆由双层玻璃制成，中间抽真空以防止热传导。瓶胆由双层较薄的玻璃制成，层与层之间的距离为几毫米，夹层中的空气被抽出以形成相对真空，瓶口用干软木塞塞住，以防止热传导。原因是玻璃和软木是不良导体，真空不能传递热量，所以热水中的热量很难传递。3.瓶胆镀银以防止热辐射。瓶胆的双层玻璃表面镀有一层银膜，以提高表面的光滑度。由于瓶胆的表面是光滑的，从瓶内和瓶外辐射到瓶胆表面的热量被反射回来。瓶胆表面越光滑，反射热量的能力就越强。因此，热水中的热量很难通过瓶子光滑的内表面散发出去，这是为了防止热辐射。●根据瓶子里的声音，为什么能分辨出瓶子的好坏？[分析]在选择热水瓶时，有经验的人经常把耳朵贴在瓶口上，听听瓶胆里面的声音。“嗡嗡”声越高，瓶胆的质量就越好。根据声学知识，我们知道声波的传播依赖于介质，即真空不能传播声音。此外，声波在传播过程中遇到障碍物时会被反射。在我们周围，一直都有各种频率的声音，其中一些声音会进入瓶胆。当这些声音进入瓶胆并与明亮的镀银表面相遇时，它们将频繁地在瓶胆中反射，而不是穿过高真空玻璃夹层，从而在瓶胆中形成强烈的混合反噪声，这是人们听到的较大的“嗡嗡”声。镀银表面的亮度越高，夹层的真空度越高，听到的“嗡嗡”声越大，容器的质量就越好。相反，“嗡嗡”声越低，瓶胆的质量就越差。低通过浇开水时的音调高低，可以判断出水充满了不满，这是为什么呢？我们可以把热水瓶里的空气看作空气柱。当热水瓶装满开水时，水会逆着水面上的空气柱流动，并振动发出声音。在开始加水时，由于瓶内水少，瓶内空气多，即空气柱较长，所以振动缓慢，频率较低，所以音调较低。注满的水越多，瓶中的水位越高，瓶中的空气越少，即空气柱越短，空气振动越快越快，频率越大，发出的声音越高，因此听到的声音越来越“尖锐”。●热水瓶里倒入多少开水，哪个保温效果最好？为什么？[分辨率]当瓶内有少量空气而没有充水时(瓶塞与热水表面的距离一般为2 ~ 3厘米)，热水瓶的保温效果最好。由于水的传热效率比空气高4倍，也就是说，空气的传热性能比水差很多，因此，瓶内热水散发的热量不容易通过水上方的空气层传递到瓶塞，保温效果更好。相反，如果热水瓶装满水，软木塞会被水浸湿，然后以水为介质，热量会迅速传递到热水瓶的外面，所以保温效果更差。●在冬天，当把开水倒入一个新买的热水瓶或一个很长时间没有使用的热水瓶时，在倒入开水之前，先倒入少量的开水并摇晃几次。这是为什么？[决议]主要是为了防止瓶胆破裂。由于玻璃是一种不良导体，如果大量的沸水被迅速倒入一个低温的保温瓶中，瓶胆的内壁将首先被加热并迅速膨胀，而它的外壁还没有被加热和膨胀，这使得瓶胆的内层和外层的膨胀不同步，导致内层玻璃被阻止膨胀并产生膨胀和破坏瓶胆的力。因此，应该先往瓶子里倒入少量的开水，然后摇晃瓶身几次来预热瓶胆。当瓶胆的内壁和外壁被加热并膨胀到相同的程度时，应该将大量的开水倒入瓶胆中，这样瓶胆就不容易破裂。此外，瓶胆由薄玻璃制成，以防止瓶胆破裂。原因已经在上面基本解释过了，即当沸水被倒入瓶子时，由于内壁和外壁之间的大温差，瓶衬里的内壁和外壁的热膨胀将不同步。此外，玻璃越厚，瓶衬里的内壁和外壁之间的热膨胀程度的差异越大，并且瓶衬里容易破裂(同样的道理也适用于将沸水倒入厚玻璃时容易破裂的原因)。因此，瓶胆的玻璃应该是薄的，这样瓶胆的内外壁的体积膨胀在被加热后很快同步，并且瓶胆在倒入开水后不容易破裂。●如果热水瓶没有装满开水或有水从装满水的瓶中倒出，立即塞住塞子，经常会看到塞子跳起来。这是为什么？[解析]当热水瓶没有装满开水时，将塞子塞紧，瓶内开水上方的空气会发生热膨胀，使瓶内气体的压力大于瓶外气体的压力，从而在塞子上产生很大的力，将塞子推出。当从瓶中倒出一些水时，随着沸水的不断倒出，同时，一些冷空气逐渐进入热水瓶。瓶塞塞紧后，进入瓶子的冷空气也会发生热膨胀，因此也会被推出去。因此，当沸水从保温瓶中倒出时，软木塞应轻轻地放在瓶口上，让一些水蒸气渗出，然后软木塞应紧紧地关闭，这样软木塞就不会向上跳。●倒出瓶中的水后，立即塞住塞子。一段时间后，塞子将更难拔出。为什么？如果在倒入沸水后立即塞住塞子，塞子将很好地密封容器。一段时间后，随着瓶内空气的冷却，瓶内气体的压力小于外界大气的压力，因此拔出瓶塞就更加困难。●为什么稀盐酸可以去除水垢？[解析]如果长时间使用，热水瓶会在瓶胆上形成一层水垢。这种水垢是通过加热含有碳酸钙等的非纯净水，即硬水形成的。向瓶中倒入一些稀盐酸，摇晃瓶子几次，使其与刻度均匀接触。过一会儿，鳞片就会被去掉。化学反应方程式是:CaCO3+2HCl = CaCl 2+H2O+CO2↓为什么保温瓶的中部有三个圆形黑点？这三个圆形黑点是胶体粒子。用于固定瓶胆的两层玻璃，延长瓶胆的使用寿命。