徐楷湲

【摘要】 保温瓶是我们日常生活中不可或缺的一件物品，作为我们日常生活息息相关的物品，其保温性能倍受关注。那么对于我们个人而言如何能提高其保温性能，使瓶内热水温度降低得更慢一点呢？为了解决这个问题，本文通过在日常生活中很容易做到的：使用不同的瓶塞，改变盛水时液面与瓶塞的距离两方面来探究如何能使瓶内水温度降低得更慢点。

【关键词】 保温瓶 温度变化 空气柱

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2017）08-196-02

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问题的提出

在日常生活中我们回发现保温瓶里的热水放置几天后温度会明显降低。根据所学的物理知识可以对其简单的解释，正如在学习物理的过程中我们知道“静止是相对的，运动是绝对的”，保温瓶的保温性能也是相对的，这取决于其内胆的制作工艺，瓶塞材质，保温瓶容量等。

保温瓶的保温性能不同会导致水的温度降低的快慢不同，一次在网上看到“在往保温瓶里倒水时倒满温度降低得相对慢一些；而另外一种观点则认为应该留一点间隙温度降低得慢。”鉴于这两种观点都没有足够的证据，而又勾起了我的兴趣，便决定对这一问题进行研究，探究水温降低的快慢与那些因素有关。

分析问题

很多人都知道保温瓶中起保温作用的只要是内胆和瓶塞，但水温降低快慢也可能与保温瓶的容量，装水的多少有关系。保温瓶的内胆保温的原理是将两层瓶壁间气体抽去，形成一个真空的空腔减少由热传递造成的热量损失，在内壁镀有一层银，将水的热辐射反射回起到保温作用。这些难以进行研究，只能寄希望于制造商们对其改进。由于家中只有一种规格的保温瓶所以没有探究保温瓶的容量对其保温性能的影响。本文只初步探究了瓶塞及瓶内空气柱长度对温度降低快慢的影响。由于温度降低的快慢和温差，散热面积等多种因素有关，其速率并非定值，所以用相同时间内温度降低的平均速率代替。

数据符号说明

t0—起始温度

t1—9.5小时后测得温度

t2—14小时后测得温度

t3—19.5小时后测得温度

t4—23.5小时后测得温度

t5—23.5小时后测得温度

t—平均温度

本文数据在平均室温10～15摄氏度的条件下测得。由于水是热的不良导体，刚倒入瓶里的水的温度不太均衡，所以测量起始温度时已将保温瓶静置半个小时后瓶内较深部分的水温。

本文假设

假设一：在其他条件相同的条件下，质地较硬的瓶塞（不易吸水）保温性能较好。

假设二：瓶内留有的空气柱越长保温瓶内水温降低的速率越快。

表格数据与分析

表一：在保持保温瓶内气柱长度相同的条件下，水温随时间变化表格数据

分析表一数据我们可以发现瓶塞的质地对温度降低快慢的影响不明显。

使用质地较硬不易吸水的瓶塞时平均温差约为18摄氏度，而使用质地较软易吸水的瓶塞平均温差约为17.3摄氏度。

即质地较硬不易吸水的瓶塞保温性能略好一些。

表二：在保持瓶塞相同的条件下，瓶塞与液面距离0厘米时相同时间间隔水温降低多少表格数据

表三：

表四：

表五：

表六：

通过对表2～表6的数据分析可以发现，瓶塞相同时，瓶塞与液面的距离越大（即瓶内空气柱长度越长时），瓶内水温下降的速率也会增大。

结论

质地较硬不易吸水的瓶塞保温性能略好一些，瓶塞相同时，瓶塞与液面的距离越大（即瓶内空气柱长度越长时），瓶内水温下降的速率也会增大。

所以我们在日常生活中尽量使用质地较硬不易吸水的瓶塞或尽量多装水达到更好的保温效果。

体会与不足

一：在刚开始收集数据时，发现数据之间差异很大，发现是由于水是热的不良导体，刚开始测的温度不太准确导致，后来就采用静置半小时再测量的方法减小误差。在这个过程掌握了测量水温的方法。

二：数据精确度不高，没有找到相关公式定量计算。

三：在探究瓶塞与液柱之间距离对水温变化的影响时存在第二个自变量，即瓶内水量的减少。水量的变化对结果的影响较复杂，个人知识、条件有限，难以进行研究。但在分析每兩个相邻数据时，水量变化较小，对结果影响也较小。所以本文结论总体上是可靠的。