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便宜的杯子倒入开水就爆,杯子为什么会炸裂

返回列表 来源:未知 发布日期:2017-09-23

有人问,以往买的玻璃杯用来泡茶都好好的,为何新买的玻璃杯一装热水就炸裂了呢?也有人反映我的玻璃杯是钢化的,按常理来说很健壮的,为什么放在桌上还没倒水也未磕碰,怎么就自行炸裂呢?究竟是什么原因造成的?我们又该怎么防止杯子炸呢?

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便宜的杯子倒入开水就爆,杯子为什么会炸裂
 
不如我们先来做个实验,让大家更直观理解“玻璃杯为什么容易炸”的原理。
 
桌上并排放着五个玻璃杯,现在将炉子上滚开的水逐一往其中四个玻璃杯里倒。
 
水刚倒进去,马上就会只听“咔吧,咔吧”直响,四个杯子全炸裂了,滚烫的开水也洒了一地。
 
最后桌上还剩下一个未倒水的杯子。
 
在这个还未倒上水的杯子里放一个很普通的金属小勺上。见证奇迹的时刻马上就到了:
 
现在将金属小勺子轻轻放入桌上的空杯子中,然后再将滚烫的开水倒入放有勺子的杯子。
 
水,徐徐注入。1秒、2秒、3秒……10秒,直至三分钟后水温在慢慢变凉,但装有开水的杯子始终没有炸裂。
 
实验结束了,原理很简单:滚开的水入杯后,杯子受热膨胀,由于玻璃的导热性相对较差,里层玻璃膨胀后,外层还没有接收到热,因此玻璃杯外壁膨胀滞后,外壁的压力在瞬间骤然增大,压力超过杯子的强度,于是炸裂就发生了。
 
放入小铁勺为什么就不炸了呢?主要原因有两个:一是水先浇到了勺子上,勺子吸收了一部分热量,间接地减小了玻璃热膨胀系数;二是放入铁勺,等于给杯子提前预热了,减少了受热的突然性,所以杯子就不炸了。
 
所以当杯子的内外侧同时受热,再倒入热水时,杯子内外膨胀的程度相差不那么大,就不会炸裂了。

钢化玻璃为什么会炸裂
 
按说钢化玻璃的抗压性和热稳定性都很好的,为何也会炸裂呢?
 
钢化玻璃杯的原料也是普通玻璃,用它先做成较厚的玻璃杯(壁厚3.4—3.8毫米),再放入炉中加热到650℃。这时,玻璃已软化,但是还没有变形,迅速投入油液,使之急剧冷却。这道工序叫“钢化”,也叫淬火。就像钢铁淬火一样,使玻璃变得坚硬结实。
 
玻璃是热的不良导体。当玻璃杯刹那间冷却时,表面层首先变冷、硬化、收缩,而玻璃内部尚处于高热可塑状态,有一股向外的膨胀力。所以做成的钢化玻璃杯,表面存在着压缩应力,内部存在着伸张应力。一般情况下,这两种应大在杯体的各个部分是均衡的,使用当中不会出现问题。
 
但在个别情况下,由于淬火不当,杯体产生不均衡的应力,就可能会让它无故炸裂。比如杯体某一部分内应力大于外应力,从里面用力向外的报力很大,而外部向内的压力很小,虽然表面着这只杯子没有什么问题,实际上内部却在绷着劲。
 
例如办公桌上的玻璃板,也会偶然发生炸裂现象,道理和钢化玻璃杯一样。这些厚玻璃制品后然未经淬火,但从液体变为固体的过程中,由于表面首先冷却变硬,内部后冷却变硬,也存在着不均衡的应力。

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