
這是一個很好的熱水瓶,感謝您的詢問。
圖片來源:Iflscience
有一個古老的笑話,有點像這樣:熱身可以使熱和冷熱的東西保持冷熱。但是它怎麼知道?
笑話是出納員不知道熱水瓶是如何工作的,但這是相當普遍問題,不知道您所有的陶器是如何工作的。此外,答案非常有趣。
除非您是那種認為會說話陶器部分的類型美女和野獸是一部紀錄片,您知道熱量不知道它們何時應該保持冷熱狀態。因此,問題變成了:熱量如何使熱和寒冷的事物保持冷熱?有一些老式的熱力學,這要容易得多。
當今,熱帶很普遍,並且在很大程度上用於保持烤豆的溫暖(是的,我們是英國出版物,克服它)。但是就像微波爐最初是為,與非食品相關的研究中出現了熱結。
在19世紀後期,蘇格蘭化學家和物理學家詹姆斯·杜瓦(James Dewar)開發了一台能夠產生大量的機器液體氧。問題是液體氧氣在–183°C左右沸騰(–297°F),並且沒有辦法保持足夠長的時間來研究它。
他正在與熱力學法律作鬥爭(),具體來說,第二定律決定熱量總是從較熱到較冷的區域流動。是的,我們知道,但是19世紀的理解足以談論保持豆類溫暖的設備。
熱量以三種方式損失了環境。傳導,對流和輻射。傳導是通過直接接觸而發生的傳熱,以及通過分子和原子之間的碰撞而進行的能量轉移。對流在流體中發生,隨著較熱的流體升至系統的頂部,並較冷的流體水槽,從而產生對流電流。輻射同時,當原子四處移動或振動時,通過發出的電磁波進行。
當您將熱咖啡放入杯子中時,隨著杯子中的原子與它的側面以及上方的空氣相撞,將熱量引導會損失。對流有助於加快速度,將更熱的液體傳遞到頂部,然後將其冷卻,直到您的原子溫度與周圍環境相匹配。
杜瓦(Dewar)提出了一種大大減慢這些過程的方法,儘管在他的情況下是要保持液體涼爽。 1892年,他提出了一個簡單但巧妙的解決方案。他只是將一個燒瓶放在另一個燒瓶中,被一個近乎vacuum隔開。真空層防止傳導和對流,而在燒瓶中,他應用了一種反射材料來緩慢輻射。
該系統會減慢內部的液體或豆子,從外部環境加熱,或者如果您喜歡豆類的豆子,則將其冷卻。迪瓦最終沒有獲得專利在公司獲得專利之後,該系統和改進的較小的燒瓶很快就以“熱水瓶”的名稱而聞名。