為什么玻璃杯越薄越好?什么物理原理?
來源:網(wǎng)絡資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)整理 2019-03-27 14:34:02

中學物理熱學知識告訴我們,一般情況下物體在絕大部分情況下都會“熱脹冷縮”。(0℃到4℃的水會發(fā)生反常膨脹,銻、鉍、液態(tài)鐵等,在某種條件下也會發(fā)生“熱縮冷脹”)
相信不少人都曾遇到過這種情況,向玻璃杯中導入滾燙的液體時,玻璃杯突然炸裂了。這種突發(fā)狀況往往讓我們誤以為玻璃杯子太薄了,應該選擇厚的就不會發(fā)生這種意外了。
但是,真的是選擇厚的玻璃器皿才安全么?
我們可以先從中學物理的角度解釋一下到底是什么原因?qū)е虏AП训摹?br />
物理事實是:當我們把熱水倒進玻璃杯中時,并不是整個杯壁一下子全都接觸到熱水,而是從內(nèi)到外依次變熱的。當把滾燙的熱水導入玻璃杯中時,玻璃杯的內(nèi)壁先受熱膨脹,但是由于熱傳遞需要時間,在極短時間內(nèi),外壁并沒有感受到熱水的溫度,所以外壁沒有及時發(fā)生膨脹,也就是說內(nèi)外膨脹存在一個時間差,這個時間差就導致了外壁會承擔內(nèi)壁膨脹所帶來的巨大壓力,(外壁此時相當于一個管道,管道內(nèi)的物體在向外膨脹)當此壓力達到一定程度時,外壁無法承受此壓力,玻璃杯就發(fā)生了爆炸現(xiàn)象。
所以說,玻璃杯遇熱發(fā)生炸裂的真正物理原因是“熱脹”不均勻所致!
如果我們仔細觀察過炸裂的杯子,就可以發(fā)現(xiàn)一個規(guī)律,容易炸裂的不單單有杯壁厚的玻璃杯,還有那種帶有一圈較厚底部的玻璃杯。
因此,很顯然,為了避免這種情況,我們應該選擇杯底和杯壁都很薄的杯子。因為,玻璃杯越薄,內(nèi)壁和外壁的熱傳遞時間越短,內(nèi)外壁的壓力差也就越小,幾乎可以同時膨脹,所以不會因為受熱不均勻而發(fā)生炸裂。玻璃杯越厚,傳熱時間越長,內(nèi)外壁壓力差越大,就會因為受熱不均勻而炸裂!
那么,如果家里面已經(jīng)購買了厚的玻璃器皿該怎么辦呢?扔掉?太可惜啦。在不得不往這種厚杯中倒熱水的時候,我們可以采用一個好方法避免炸裂情況出現(xiàn)。
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