2013年1月11日

科學玩具-熱學-雙層杯


它的耐熱玻璃材質因為沒有毛細孔,所以不會藏有雜質
怎麼看都晶瑩剔透,不會像一般杯子動不動就會卡一些黃黃的污垢

幾年前受邀到台北的親戚家的山上別墅泡茶時,發現了這個可愛的小玩意兒,當下跟主人要了四個回家收藏兼做實驗(後來自己有買到,當然就歸還了),順便好好觀察一下這玻璃工藝與科學的結合。品茗時,常用熱水將茶葉中的物質溶解出來,一瞬間茶香四逸,讓人在精、氣、神上都得以放鬆。

在百貨公司中也可以發現類似的作品,像是賣咖啡杯及咖啡壺的,或是泡茶用具的專櫃,甚至有一些設計師將它設計成比較大型的直立圓筒造型,裡面甚至可以擺放一些琉璃或花卉,實用之餘,還兼具觀賞價值。我呢,還是覺得它小巧玲瓏,可愛多了。
使用它喝熱茶時,可以很優閒,不會燙手的原因是雙層玻璃設計可以隔熱
從另一個方面想,它也可以保持茶水的溫度

講到熱學的時候,必定會講熱能傳遞的三種途徑:傳導、對流與輻射。這種杯子的設計,就是最佳的寫照。由於雙層玻璃的設計,所以使得熱能穿透過第一層玻璃之後,不會直接燙手,這是利用了玻璃的導熱性較差。再加上將空氣包覆在玻璃夾層間,且順便證明不太流動的空氣是熱的不良導體,讓熱能比較沒有辦法以對流的方式傳遞到外層玻璃,光是利用傳導就要花很多時間,所以增添了保溫的效果。
這種杯子的好處很多
液體看似漂浮在半空中,看起來很可愛,也很時尚

若將杯中的茶水替換成加了食用色素的水,便可窺見其中端倪。而我選擇它當教具的原因很簡單,因為價格便宜而且可以親眼觀察。市售的保溫鋼瓶或鋼杯,不論品質好壞,都會標榜著真空夾層的隔熱保溫效果,但是一般凡人再怎麼厲害,都沒有辦法透視不鏽鋼內部的構造,除非有透視眼(雖然我很想有啦)。
陶瓷製的雙層杯
就完全看不出內部構造和原理了

除了熱茶之外,當然也能用這種杯子喝冷飲
好處是不用杯墊,因為杯子外層不會流汗,桌面也不再有溼答答的一圈水

值得一提的是,雙層杯畢竟是耐熱玻璃做的,既然是物質,或多或少都會遇熱膨脹(大部分),連空氣也不例外。所以一定要給內部空氣一個宣洩的出口,這個小洞就在杯子底部,大約針孔大小,就是照片中小白點的地方,不能塞住這個地方,免得氣壓成為破壞杯子的幫兇。
既然有小洞,就可以做科學玩具─熱學─滅火兄弟們哦,所以我又叫它「尿尿小杯杯」,和科學玩具─熱學─尿尿小球都是同一家族的成員呢!

(謎之聲:這個老師的腦袋到底在裝什麼?)

沒有留言:

張貼留言