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这是一个很好的热水瓶,感谢您的询问。
图片来源:Iflscience
有一个古老的笑话,有点像这样:热身可以使热和冷热的东西保持冷热。但是它怎么知道?
笑话是出纳员不知道热水瓶是如何工作的,但这是相当普遍问题,不知道您所有的陶器是如何工作的。此外,答案非常有趣。
除非您是那种认为会说话陶器部分的类型美女和野兽是一部纪录片,您知道热量不知道它们何时应该保持冷热状态。因此,问题变成了:热量如何使热和寒冷的事物保持冷热?有一些老式的热力学,这要容易得多。
当今,热带很普遍,并且在很大程度上用于保持烤豆的温暖(是的,我们是英国出版物,克服它)。但是就像微波炉最初是为,与非食品相关的研究中出现了热结。
在19世纪后期,苏格兰化学家和物理学家詹姆斯·杜瓦(James Dewar)开发了一台能够产生大量的机器液体氧。问题是液体氧气在–183°C左右沸腾(–297°F),并且没有办法保持足够长的时间来研究它。
他正在与热力学法律作斗争(),具体来说,第二定律决定热量总是从较热到较冷的区域流动。是的,我们知道,但是19世纪的理解足以谈论保持豆类温暖的设备。
热量以三种方式损失了环境。传导,对流和辐射。传导是通过直接接触而发生的传热,以及通过分子和原子之间的碰撞而进行的能量转移。对流在流体中发生,随着较热的流体升至系统的顶部,并较冷的流体水槽,从而产生对流电流。辐射同时,当原子四处移动或振动时,通过发出的电磁波进行。
当您将热咖啡放入杯子中时,随着杯子中的原子与它的侧面以及上方的空气相撞,将热量引导会损失。对流有助于加快速度,将更热的液体传递到顶部,然后将其冷却,直到您的原子温度与周围环境相匹配。
杜瓦(Dewar)提出了一种大大减慢这些过程的方法,尽管在他的情况下是要保持液体凉爽。 1892年,他提出了一个简单但巧妙的解决方案。他只是将一个烧瓶放在另一个烧瓶中,被一个近乎vacuum隔开。真空层防止传导和对流,而在烧瓶中,他应用了一种反射材料来缓慢辐射。
该系统会减慢内部的液体或豆子,从外部环境加热,或者如果您喜欢豆类的豆子,则将其冷却。迪瓦最终没有获得专利在公司获得专利之后,该系统和改进的较小的烧瓶很快就以“热水瓶”的名称而闻名。