为什么热水瓶内胆的底部,总是多出一个「小揪揪」?

作者: 中科院物理所

来源: 有趣的制造

发布日期: 2018-11-23 11:03:19

本文详细解释了热水瓶内胆底部的小突起的设计原因及其制作过程,包括保温原理、材料选择、制造步骤等。

上周,小编心心念念的暖气终于来了,然鹅,通了暖气的房间太干燥了,一天一瓶热水是少不了的。话说从小到大打过那么多瓶热水,把热水瓶卒瓦(cèi,这个字打不出来...)了的事自然在所难免,机智如我发现买到的新内胆底部总有一个小小的凸起…就是下图这个东西!但为什么要有一个小突起呢?这个问题比暖瓶为啥保暖还令我困惑…到大学机械专业上过了模具课,某次猛地反应过来「以前是我太想当然了…这绝对不是模具的浇筑口啊!

」在北方如春的室内,正适合看内胆的制作解决这个问题~

保温瓶的原理在于:内胆是嵌套了双层构造的玻璃,夹层抽了真空!热力学第二定律告诉我们「热传导会使得热量自发地从高温的物体传向低温的物体」,而空气也是热传导的介质,如果将内胆的内外瓶之间抽成真空,那热量就不会逸出了。而双层玻璃上覆的镀银层,还可以把热量「反射」回瓶中,进一步地防止热量流失。其实就是镜子的那个镀银层啊!

只是内胆镀银层是封在真空环境里的,不需要像镜子一样暴露在空气下,也就不需要一些额外的保护漆等防护。

虽然小时候看到的暖瓶内胆都是银色亮亮的,但只有摔碎过的人才知道...看着像金属,其实是镜子,本质是覆了镀银层的玻璃。内胆的原料就得是能耐高温的高硼硅玻璃,这个材质,小可爱们去超市买玻璃杯的时候也值得注意下。普通玻璃杯有时会写「禁止热水」,这一种是不耐瞬间高温,会爆裂的...而高硼硅的这种耐热玻璃,是可以承受瞬间温差150℃左右的,冰火两重天,冷热无忌...

制造暖瓶内胆的外瓶,大概就是先将熔融玻璃落入一个模具中,做成中空状,再于另一个模具中通过工业用气吹成所需要的中空形状。内胆的内外瓶制作好以后,我们先用到外瓶。工人会在底座上安放一根中空玻璃管,这就是后来的「小揪揪」一开始的模样。然后外瓶内外部一起通火,在底部加热熔化接入这根中空玻璃管,做好贯穿。这管子有啥用呢?接着抽真空、清洗、镀银全靠它呢!

为了让内瓶与外瓶之间保持固定地距离。我们会用到小石棉块,先在石棉垫块上点个胶,然后粘附在内瓶身外。石棉作为一种防火材料,隔热效果也是绝佳。然后甩不脱的初中化学知识让我继续打出了「长期在石棉粉尘车间工作,容易变成硅肺,对身体不好」这句话...

现代的玻璃热水瓶据说是英国物理学家和化学家杜瓦在1892年发明的,那至今也已经有一百多年。发明的过程也特别有意思,杜瓦是某次要使压缩氢气变成液态氢,得用瓶子装起来,可当时并没有现在这样的保温瓶,他才开始自己研制的。他当时就采用把瓶身做成真空的方法,就是现在的双层中空瓶身,再在真空的隔层里涂一层银或反射涂料,最后用一个塞子把瓶口堵住,到现在都100多年了,热水瓶还是一样的设计。

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