图1:哪一个杯子更保温:不锈钢杯、陶瓷杯还是玻璃杯?
传热,特别是热传导,是杯子制造商的一个重要理念,因为他们努力生产出对客户有吸引力的优质材料。传热方式有三种:热传导、辐射和对流。热传导过程是热量从温度较高的介质(液体)移动到温度较低的介质(杯子),直到两种材料之间的达到温度平衡的能力。 那么,你知道图1所示的三种杯子材料中,哪一种最能减慢这种平衡过程,使液体温度保持更长时间吗?
图2:传热的三种方式:传导、对流和辐射
不锈钢杯子的热导率是三种材料中最高的,为14.3 W/mK。这种高导热性与杯子和液体之间相对较快的温度平衡有关,这意味着液体会很快冷却。陶瓷杯的导热系数约为3.8 W/mK,而玻璃杯的导热系数约为 1.1 W/mK。由于玻璃杯的导热率相对较低,因此液体放在玻璃杯中,可以保温更长时间。
根据上述导热知识,想要使液体更长时间保温,我们应该首选玻璃杯,其次是陶瓷杯和不锈钢杯。因为玻璃杯子的低导热性,可以防止液体的热量迅速渗透和扩散到杯子中。而钢的高导热性,会将液体中的热量迅速传递到杯子,然后传递到掌心。
但基于从热容量(材料单位体积的保温能力)的知识来看,陶瓷杯的保温性是最佳的。因为陶瓷的密度较低,材料中的小孔可以将热量储存在杯子本身内,而不是释放到杯子周围的区域(如将热量传递到掌心),所以在陶瓷杯内部,杯子和液体之间会保持平衡反应,防止液体过快冷却。
小编相信您在下次购买喜爱的新杯子时,您可以通过导热系数和热容量是如何影响饮料温度的知识,可以更快更明智地做出选择。
文献参考:
http://www.npl.co.uk/science-technology/thermal-performance/areas/thermal-conductivity/reference-materials
http://www.rktech.hu/dokumentaciok/LGC/Reference_materials_for_physical_properties_2008-9.pdf
Assael, M. J., Gialou, K., Kakosimos, K., and Metaxa, I. 2004. Thermal Conductivity of Reference Solid Materials. International Journal of Thermophysics, 25 (2): 397 – 408.
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