引言
保温瓶是人们的日常用品,本课题从实际生活出发,旨在利用实验,找出影响保温瓶内水温变化规律的影响因素,从而解决生活中的实际问题。这也体现了物理的实用性,使课题显得更有意义。
关于保温瓶的保温效果好坏,瓶胆的结构和盛水量起了关键性的作用。通常我们认为,保温瓶内水量越多,保温效果越好;保温瓶容量越大,保温效果越好;漏气的保温瓶完全丧失了保温效果。本课题主要通过三个对比试验进行探究:第一个实验是对于同一个保温瓶,在盛水量不同时,探究盛水量为多少时保温瓶的保温效果最好。主要通过实验中记录的数据,利用表格绘制变化曲线来进行误差分析;关于第二个实验,是不同保温瓶在盛水量相同时水温变化规律的研究,这个实验的关键在选取保温效果均良好的保温瓶,避免保温瓶原本的保温性能对实验产生影响本文来自辣%文:论*文-网,
毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324~9114找原文。第三个实验是漏气保温瓶与敞口正常保温瓶的保温性能对比,通过对比,可以得出热对流和热传导哪个对保温瓶的保温性能影响更大。为了使实验的可操作性增强,实验过程对保温瓶均采用敞口放置,控制同一变量,做到在不影响实验结果的前提下,大大缩短实验时间。通过本课题的研究,可以为保温瓶的改进提供理论参考,推动保温瓶保温性能的改进。
1. 传统热水瓶的功能介绍
1.1 结构材料解析
保温瓶,又叫热水瓶或者暖瓶,是每个家庭的生活必需品,传统保温瓶的结构比较单一,是呈圆锯体结构,保温瓶主要是由瓶胆和外壳构成[1]。
保温瓶的外壳是由塑料、铁皮、不锈钢等材料制成,不过外壳的材料构成对保温瓶的保温性能并没有影响。瓶胆才是热水瓶的核心部分,它是由一种特殊的双层玻璃构成,其间抽成真空状态,并镀有银或铝。瓶胆决定着保温瓶的保温效果[2]。
此外,一个完整的保温瓶还必须有瓶盖(与外壳材料相同)、瓶塞(最常用的为软木塞)和橡胶垫座。
1.2 功能原理解析
现代的保温瓶是英国物理学家詹姆斯•杜瓦爵士于1892年发明的,首先需设计出一种能使气体与外界温度隔绝的容器,于是他请玻璃技师伯格为他吹制了一个双层玻璃容器,两层内壁涂上水银,然后抽掉两层之间的空气,形成真空。因此,这种真空瓶又叫“杜瓶”,可使盛在里面的液体不论冷、热温度都保持一定时间内不变[3]。从而找到比泡沫保温效果更好的真空材料。
保温瓶的构造并不复杂,中间为双层玻璃瓶胆,两层之间抽成真空状态,并镀银或铝,真空状态可以避免热对流,玻璃本身是热的不良导体,镀银的玻璃用来将容器内部向外辐射的热能反射回瓶内。如果瓶内储存的是冷液体,又可以防止外面的热能辐射到瓶内。瓶胆上面有一个不起眼的小“尖嘴”,但是可千万不要小瞧了它,一旦把“尖嘴”破坏,保温瓶也就不能再保温了[4]。“尖嘴”是制作瓶胆时,抽除双层玻璃内的空气留下的。如果把“尖嘴”破坏,空气进入双层玻璃,变成非真空状态,将不能避免热传导,保温瓶也就不保温了。
保温瓶的瓶塞通常选择不易导热的软木塞或塑料塞,保温瓶的瓶口有一个橡胶垫圈,瓶底有一个碗型的橡胶底座,这些都是用来防止玻璃瓶胆与外壳碰撞而设计的[2]。
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