55度水杯:不是谎言,但也不是“暖男”
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发布日期:2015-01-14 14:42:44
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55度水杯:不是谎言,但也不是“暖男”
流言:一种名为“55度水杯”的“高科技产品”在微博和微信朋友圈广为流传。按照网络上的介绍,只要往这种水杯中倒满热水,再用力摇一摇,仅仅一两分钟之后,就可以得到55摄氏度的温水;但如果倒入凉水,也只需片刻就变成55摄氏度,让人享受“意外的温暖”。
流言:一种名为“55度水杯”的“高科技产品”在微博和微信朋友圈广为流传。按照网络上的介绍,只要往这种水杯中倒满热水,再用力摇一摇,仅仅一两分钟之后,就可以得到55摄氏度的温水;但如果倒入凉水,也只需片刻就变成55摄氏度,让人享受“意外的温暖”。
真相:“55度水杯”本身基本并非谎言,但也不如商家所说的那么“温馨”和“高大上”。要实现这种“急冷急热”的效果,蓄热材料几乎要与杯中水的分量相当,因而大幅削弱了水杯原本应该具有的盛装水的功能。
所谓“55度水杯”不过是一些初中物理课上就传授的原理经过巧妙商业包装和营销的产物。很多人物理课上都做过这个实验:在一只大烧杯里装满水,烧杯里再放只装了水的试管,用酒精灯在下方加热。即使大烧杯里的水已经沸腾,试管里的水也总能保持“达到沸点却不沸腾”的效果。这是说,想要让液态物质达到沸腾,或者让固态物质被熔化为液体,仅仅加热到沸点或熔点还不够,还需要持续的加热。
这部分额外的热,被称为“相变热”,也就是导致物质在固、液、气这些不同状态之间转化的热能。在日常生活中,固体变为液体的“熔化热”,还有液体变为气体的“汽化热”,是比较常见的相变热。
相变热往往意味着吸收或放出很大的热量。以生活中最常见的水为例,水的比热容是4.2千焦/千克·摄氏度,也就是说,将1千克(1公升)纯水每加热1摄氏度,需要4200焦耳的热量。但水的汽化热远比这个数量大得多,在1个标准大气压和100摄氏度的条件下,水的汽化热是2256.7千焦/千克。这些热量,相当于将同样质量的水由0摄氏度加热到100摄氏度所需热量的5倍还多!
相变热的特点,使人们想到可以利用它实现热能的储存与释放。生活中最常见的做法,便是没有空调的家庭,夏天时会在屋子里放一大块冰来降温。近年来,一种名为“三水合醋酸钠”的醋酸盐,得到了工业领域的关注。它足够廉价,而且具有一系列优良的特性:大约58摄氏度熔化,熔化热约240千焦/千克(有些文献甚至记载为264千焦/千克),而且比热容为3.22千焦/千克·摄氏度,也并不算低。因此,三水合醋酸钠被广泛应用于“暖手宝”一类的装置里;实现“55度水杯”的变温效果其实也主要是它。
但三水合醋酸钠也有缺点,最主要的是容易“过冷”,也就是如果加热熔化后静置,甚至能在降温到2摄氏度的时候都不凝结为固体,或者说不会再释放出储存的热量。为了解决这一缺点,工业上一般会在三水合醋酸钠里加入成核剂。根据一些化工论坛里的分析,“55度水杯”填充在外壳与内胆之间的物质,可能是92%的三水合醋酸钠(蓄热剂),5%的十二水合磷酸一氢钠(成核剂),还有3%的明胶(增稠剂)组成的混合物。十二水合磷酸一氢钠在35.1摄氏度时熔化,并失去部分结晶水成为七水合磷酸一氢钠,也发挥着一小部分储热和将水降温的功能。
当开水被灌入“55度水杯”的时候,由于不锈钢内胆是热的良导体,水的热量迅速被夹层中填充的蓄热层储存起来;待到下一次倒入冷水,这部分储存的热就会随即释放,对冷水进行一定程度的加热(但不一定能到55摄氏度)。由于这两个过程都不涉及水的相变,因此将一满杯280毫升开水降温到55摄氏度,需要吸收52.92千焦的热量。根据三水合醋酸钠的熔化热和比热容数据,并考虑水杯厂商在用料上留有余地的因素做粗略估算,那么每只水杯使用的蓄热材料大约在200克或更少,成本可能都不到一块钱。
不过,实现这种“急冷急热”的效果,其代价还是相当惊人的。蓄热材料几乎与杯中水的分量相当,因而大幅削弱了水杯原本应该具有的盛装水的功能。以一只高221毫米,直径76.2毫米,或者说大体和标准的矿泉水瓶相当的水杯,却只盛装分量不及一听可乐的水,确实让人有些无语。更何况,这种水杯必须第一次倒入热水,第二次倒入冷水,而后热冷反复交替,其实用性就更差了。所以说,“55度水杯”本身并非谎言,但也不如商家所说的那么“温馨”和“高大上”。
不过如果您看到有人在出售号称可以连续降温热水或加热冷水的“55度水杯”,建议您还是绕道而行。没有外界能源的输入,加热或制冷并不能凭空进行。类似于“连续加热(降温)”这样的说法,只是早已被证伪的“永动机”的一个现代版本罢了。
地铁站前的安全线
是防止人太多被推挤下去?
火车站台或者地铁的站台边都会有一条白色或者黄色的安全线,当列车进站的时候,车站的工作人员都会提醒人们注意站在安全线的后面,很多人认为那是为了防止人太多被推挤下去。不过这并不是主要原因,设置安全线主要是为了防止过于靠近的人被高速行驶的列车产生的气流卷入,当然同时也能防止被人流推挤下站台的这种小概率事件。
在高速行驶的车外,到底存在着什么力量呢?如果有人在行驶的汽车中抽烟,烟雾缭绕的时候,把车窗打开一点缝隙,这时候你会发现,烟雾会飘向车窗,并迅速被车窗上的缝隙吸出去。这是因为在一个流体系统,比如气流、水流中,流速越快,流体产生的压力就越小,这就是被称为“流体力学之父”的丹尼尔·伯努利在1738年发现的“伯努利定律”。
在行驶的汽车或者火车窗外,紧挨着车身的空气由于车身的带动而流速较快,从而产生比正常的大气压更小的气压。这个压力差就是烟雾被迅速吸走的原因。同样,在行驶的火车或者地铁之外,行进中的列车会带动车身邻近的空气,这样火车或者地铁贴身的压力就会降低,并且速度越快,这个吸力就会越大,人站立太近的话就有可能被吸过去,那个后果肯定是惨不忍睹的。而在站台上,即使在列车进站的时候车速减慢了很多,但在完全停稳之前,这个吸力还是会存在。
这个压力产生的力量是巨大的,空气能够托起沉重的飞机,就是利用了这一定律。飞机机翼的上表面是流畅的曲面,下表面则是平面。这样,机翼上表面的气流速度就大于下表面的气流速度,所以机翼下方气流产生的压力就大于上方气流的压力,飞机就被这巨大的压力差“托住”了。工程学上会用一个“伯努利公式”来计算这个力到底有多大。所以,即使运行在站台的列车速度并不是很快,也不要挑战自己,去试那个吸引力有多大。■
(文字摘自果壳网)
易拉罐沾老鼠尿成“夺命饮料”?
网传琼州市一美女死于细螺旋体病,原因是她直接用嘴接触了遭鼠尿污染的瓶体。事实上“鼠尿病”细菌得以传播离不开水,一旦离开水,钩端螺旋体存活的时间只有几分钟而已,要在可乐罐上存活非常难。另外细菌都是经过皮肤或黏膜的破溃进入人体的。除非口腔和消化道有溃疡,否则传播的可能性也不大。(文/中央电视台)
虾皮能壮骨?
虾皮壮骨的说法并不科学。首先,虾皮很轻,通常一个汤菜的加入量只有1~2克,含钙量有限。再加上人无法把虾皮彻底嚼碎,虾皮中的大部分钙会随着不消化的残渣一起排出体外,人体吸收量就更少。最重要的是传统虾皮中不仅含有大量的盐,还含少量致癌物,如果长期大量吃,会带来健康隐患。(文/人民网)
天然石材有放射性吗?
不论是天然石材还是人工石材,都会有放射性元素存在,这是不可避免的。氡是自然界唯一的天然放射性气体,氡在作用于人体的同时会很快衰变成人体能吸收的核素,进入人的呼吸系统造成辐射损伤,诱发肺癌。但这一几率在现实中很小,石材总体上属于低辐射。
(文/北青网)
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