保溫杯里的科學

王家友

提到保溫杯，我們的腦海中可能會出現顏色鮮艷、功能多樣、大小不一的各式各樣的杯子。保溫杯一般是由陶瓷或不銹鋼加上真空層做成的盛水的容器，頂部有蓋，密封嚴實。

說起保溫杯，人們更多地想到用保溫杯來盛熱水，這樣可以在很長時間內喝到熱水。需要說明的是，保溫杯不僅可以讓熱水較長時間保持較高的溫度，還可以在保溫杯里放冰塊，使冰塊在一定時間內不融化。也就是說，保溫杯不僅可以在一定時間內保持較高溫度，也能在一定時間內保持較低的溫度。

那保溫杯為什么能具有保持溫度不易變化的本領呢？這得從熱傳遞說起。熱能總是從溫度高的地方向溫度低的地方傳遞，這就是熱傳遞。熱傳遞有三種方式：熱傳導、熱輻射、熱對流。熱傳導主要發生在固體之間，熱輻射是熱能從溫度高的物體隔空向溫度低的物體傳遞。比如說在冬天我們圍著火爐，雖然我們身體沒有跟火爐接觸，但我們同樣會感覺到暖和，這就是熱輻射。而熱對流主要發生在流體之間。

保溫杯的功能就是要把杯內的環境和杯外的環境阻隔。這樣就可以使杯內的高溫不會向杯外傳遞，也可以使杯外的高溫不會向杯內的低溫傳遞。這樣保溫杯可以在一定時間內保持較高溫度或保持較低溫度。

保溫杯通過哪些途徑實現了上面說的這些功能呢？讓我們來了解一下保溫杯的結構。保溫杯的杯體大多數都是不銹鋼的，杯體都是雙層或多層的，它的夾層一般是真空的，這樣防止熱能通過杯體傳遞。杯體上鍍了銀，這樣的處理可以阻止熱輻射，因為淺色可以減弱熱輻射。杯蓋做得比較厚，有的也是夾層真空的，這樣也是為了防止熱的傳導。有了這雙重保護，杯體內外的熱能就不易傳遞了，達到了保溫的效果。