制造内胆是是通过那个尖尖的东西往胆里注射一种气体,然后封口。这样热水壶才保温。如果那个尖尖的东西破了,气体跑了,就不保温了。
热水瓶,也叫保温瓶,是英格兰的科学家杜瓦发明的。1900年,他第一次使压缩氢气变成液体,即液态氢。这种东西得用瓶子装起来,可当时并没有现在这样的保温瓶。他就自己研制。他采用真空的办法,即做成双层瓶子,把隔层中的空气抽掉,切断传导。
可是这样之后热的辐射也会影响保温,于是杜瓦在真空的隔层里又涂了一层银或反射涂料,把热辐射挡回去。再用一个塞子把瓶口堵住。这样热传导的三个方式都被切断了,瓶内胆能较长时间保持温度。他就用这种瓶子储存液态氢。
能保温的原因:热的传递方式有三种:热的辐射、热的对流、热的传导。人在太阳光的照射下,会感到身上热乎乎的,这是因为太阳的热射到了我们身上,这叫热的辐射。防止热辐射的最好办法是把它挡回去,反射热最好的材料是镜子。倒一杯开水放在桌子上,由于杯子里的水和周围空气的流动,使得水温逐渐变得和周围环境的温度一样了,这是热的对流。如果在杯子上加个盖,就把对流的道路挡住了。可是这杯水依然会变凉,只是时间长些。这是因为杯子有传热的性质,这叫做热的传导。
热水瓶胆用双层玻璃做成,两层玻璃都镀上了银,好像镜子一样,能把热射线反射回去,这就断绝了热辐射的通路。把热水瓶的两层玻璃之间抽成真空,就破坏了对流传导的条件。热水瓶盖选用不容易传热的软木塞,隔断了对流传热的通路。完善地把传热的三条道路都挡住了,热就可以长久地保留下来。但热水瓶的隔热并不那么理想,仍然有一部分热能够跑出来,因此热水瓶的保温时间有一定限度。
热水瓶的功能是保持瓶内热水的温度,断绝瓶内与瓶外的热交换,使瓶内的“热”出不去,瓶外的“冷”进不来。如果在热水瓶里放上冰棍儿,外面的“热”同样不容易跑到瓶子里,冰棍也不容易化。所以把热水瓶叫做保温瓶是科学的,因为它既能保“热”,也能保“冷”。 热水瓶能够保温,是由热水瓶胆的构造特征所决定的。
原来,热水瓶胆由两层薄的玻璃外壳组成,两层外壳之间抽去空气,并在瓶胆一侧镀上一层薄薄的银。热水瓶胆有一个比它“身体”部分细得多的瓶口,瓶口上可以塞上软木塞。正是这样的构造使热水瓶成了“心肠热,外表冷”的保温瓶。当热水瓶中灌入开水以后,热水瓶的结构使水的热量不能以通常方式进行传递:
一是热的对流被切断。瓶内被加热的空气会寻找所有可能的“出口”往外跑,而外面的冷空气也会无孔不入地钻进热水瓶里去。但是,由于瓶颈较细,又被软木塞紧紧地塞住,因此热对流的唯一通道被切断。二是热传导被阻塞。虽然与金属物品相比,空气的导热性能比较差,但瓶胆中的热量仍然会通过玻璃外壳传递到瓶外的空气中去。但是,由于瓶胆有两层玻璃外壳,中间又抽成真空,因此热传导的媒介物——空气变得非常稀薄,热传导的通道也被阻断。三是热辐射被杜绝。冬天,在太阳光下,我们会感到比较暖和,这正是太阳光的热辐射造成的。由于热水瓶胆镀上了一层薄薄的银,因此热量的辐射受到了银层的反射而被挡在瓶胆内部,这就使得热辐射的途径也被杜绝了。