從茶杯談到水表管

1、從茶杯談到水表管一位有經(jīng)驗(yàn)的家庭主婦 ,當(dāng)她把熱茶倒到客人的茶杯里去的時(shí)候 ,為了防止杯子破裂 ,總不會(huì)忘記把茶匙放在杯子里 ,最好是銀茶匙。是生活上的經(jīng)驗(yàn)教會(huì)她這個(gè)正確的做法的。那么 ,這個(gè)做法的原理是什么呢？首先 ,我們要明白 ,在倒開水的時(shí)候 ,杯子為什么會(huì)破裂。這原因是玻璃的各局部沒有能夠同時(shí)膨脹 ,倒到杯子里去的開水 ,沒有能夠同時(shí)把茶杯燙熱。它首先燙熱了杯子的內(nèi)壁 ,但是這時(shí)候 ,外壁卻還沒有來得及給燙熱。內(nèi)壁燙熱以后 ,立刻就膨脹起來 ,但是外壁還暫時(shí)不變 ,因此受到了從內(nèi)部來的強(qiáng)烈的擠壓。這樣外壁就給擠破了玻璃破裂了。你千萬不要以為杯子厚就不會(huì)燙裂。厚的杯子在這方面來說 ,恰好

2、是最不可靠的；厚的杯子要比薄的更容易燙裂。這原因很明顯。薄的杯壁很快就會(huì)燙透 ,因此這種杯子內(nèi)外層的溫度很快會(huì)相等 ,也就會(huì)同時(shí)膨脹；但是厚壁的杯子呢 ,那一厚層的杯壁要燙透是比擬慢的。在選用薄的杯子或者別種薄的玻璃器皿的時(shí)候 ,有一點(diǎn)不要忘記：不但杯壁要薄 ,而且杯底也要薄。因?yàn)樵诘归_水的時(shí)候 ,燙得最熱的恰好是杯子的底部；假設(shè)底太厚的話 ,那么 ,不管杯壁多么薄 ,杯子還是要破裂的。有厚厚的圓底腳的玻璃杯和瓷器 ,也是很容易燙裂的。玻璃器皿越薄 ,把它加熱就越可以放心。化學(xué)家就是使用非常薄的玻璃器皿的 ,他們用這種器皿盛了液體 ,就直接在燈上燒到沸騰 ,一點(diǎn)也不怕它會(huì)破裂。當(dāng)然 ,最理想的

3、器皿應(yīng)該是在加熱時(shí)候完全不膨脹的那一種。石英就是膨脹得非常少的一種材料 ,它的膨脹程度大約只等于玻璃的115到120。用透明的石英制成的厚壁器皿 ,可以隨意加熱也不會(huì)破裂。你可以把燒到紅熱的石英器皿丟到冰水里 ,也不必?fù)?dān)憂它會(huì)破裂。這一半是因?yàn)槭⒌膶?dǎo)熱度也比玻璃大。玻璃杯不只在受到很快加熱之后才會(huì)破裂 ,就是在很快冷卻的時(shí)候 ,也有同樣的情形發(fā)生 ,原因是杯子各局部冷縮時(shí)候所受的壓力并不平均。杯子的外層受冷收縮 ,強(qiáng)烈地壓向內(nèi)層 ,而內(nèi)層卻還沒有來得及冷卻和收縮。因此 ,舉例來說 ,裝有滾燙果醬的玻璃罐 ,決不可以立刻放到嚴(yán)寒的地方或直接浸到冷水里面去。好 ,讓我們?cè)倩氐讲ＡП锏你y茶匙上來

4、 ,究竟銀茶匙是怎樣保證杯子不破裂的呢？玻璃杯的內(nèi)外壁 ,只有當(dāng)開水一下子很快倒進(jìn)去的時(shí)候 ,受熱程度才會(huì)有很大差異；溫水卻不會(huì)使杯子各局部受熱有很大差異 ,因此也不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力 ,杯子也就不會(huì)破裂。假設(shè)杯子里放著一柄茶匙 ,那么會(huì)發(fā)生些什么情形呢？那時(shí)候 ,當(dāng)開水倒進(jìn)杯底的時(shí)候 ,在還沒有來得及燙熱玻璃杯熱的不良導(dǎo)體之前 ,會(huì)把一局部的熱分給了良導(dǎo)體的金屬茶匙 ,因此 ,開水的溫度減低了 ,它從沸騰著的開水變成了熱水 ,對(duì)玻璃杯就沒有什么阻礙了。至于繼續(xù)倒進(jìn)去的開水 ,對(duì)于杯子已經(jīng)不那么可怕 ,因?yàn)楸右呀?jīng)來得及略為燙熱了?？偠灾?,杯子里的金屬茶匙 ,特別是這柄茶匙如果非常大 ,是會(huì)緩和杯子受熱的不平均 ,因而防止杯子的破裂的。但是 ,為什么說茶匙假設(shè)是銀制的 ,就會(huì)更好一些呢？因?yàn)殂y是熱的良導(dǎo)體；銀茶匙要比不銹鋼的茶匙散熱得更快。你一定知道 ,放在開水杯里的銀茶匙是多么燙手！單憑這一點(diǎn) ,你就已經(jīng)可以毫無錯(cuò)誤地確定茶匙的原料了 ,鋼制的茶匙是不會(huì)感到燙手的。玻璃器壁膨脹不平衡的現(xiàn)象 ,不但威脅玻璃杯的完整 ,并且還威脅蒸汽鍋爐的重要局部用來測(cè)定鍋里水位的水表計(jì)。水表管只是一段玻璃管 ,由于內(nèi)壁受到蒸汽和鍋里沸水的作用 ,要比外壁膨脹得多。此外 ,蒸汽和水的壓力更