热水瓶保温探秘

来源 :科学大众·小诺贝尔 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Jiangzi1125
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  出去旅游3天,一回家,我和爸爸、妈妈都觉得非常口渴。我赶忙到厨房给他们倒水,随手拎起灌得不怎么满的一瓶,倒出来的是温水。于是,我又拿起灌得满满的那瓶,水应该比较热吧?谁知倒出来的竟是冷水。灌满水的那个热水瓶坏了吗?不对,那可是爸爸前些天新买的。难道灌满水的热水瓶保温性能差?
  我把我的想法告诉了爸爸,爸爸当即就表扬我善于思考。可怎样验证我的猜想呢?爸爸提出和我一起做一个模拟实验的想法:用试管模拟热水瓶,一支装满开水,另一支装1/3的开水,定时测量水温,看两者温度下降的趋势。我们准备的材料有:试管2支(模拟热水瓶)、试管架1个、橡胶塞2个(模拟瓶塞)、温度计1支、打孔器1个。
  探究过程:
  首先,我用打孔器在2个橡胶塞上各打1个孔,孔径略小于温度计的粗细;再将温度计蘸水后(减小摩擦力)旋转插入橡胶塞。然后,1支试管中加满开水,另1支试管中加入1/3的开水,分别用橡胶塞塞住,放入试管架中,热水瓶模型就完成了。
  爸爸用手机帮我计时,我们共同测量记录了20分钟内2个“热水瓶”中热水温度的变化。
  实验结果:
  从实验数据中,我们不难发现,灌满开水的“热水瓶”初始温度为58℃,最终温度为39℃,温度总体下降了19℃。而未灌满的“热水瓶”的初始温度为55℃,最终温度为38℃,温度总体下降了17℃。
  可见,未灌满开水的那“瓶”保温性能较好。为什么会这样呢?爸爸让我再仔细观察实验装置——2个“热水瓶”无非就是一个水多、空气少,另一个水少、空气多。难道与空气有关?
  经过网络搜索后,我发现的确如此。空气是热的不良导体,传热系数仅为水的1/4。热水瓶中的水装得过满,热量就容易以水为媒介传到瓶外。若瓶内保留3厘米的空气柱,热量散发就慢很多,比开水灌至瓶口可多保温5~7小时。看来,真是生活处处有科学。大家记得哟,以后灌开水一定要留有余地哦!
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