为什么以前有的玻璃杯倒开水时会炸,而现在的玻璃杯一般不会炸? - 力学Nerd王小胖的回答 - 头条问答

adminadmin 03-28 30 阅读 0 评论
为什么以前有的玻璃杯倒开水时会炸,而现在的玻璃杯一般不会炸? - 力学Nerd王小胖的回答 - 头条问答

  原理很简单,相信大家都知道:热胀冷缩。但是,如果再深入一点,我估计除了搞力学的人,其他人很难说清楚了。

  水杯本来是常温,即使是夏天水杯自身的温度应该也不会超过30°。而刚烧开的水有100°。当热水进入水杯时,水杯内壁温度迅速升高,而外壁仍然是室温。就在这个瞬间,杯子内外壁受到了温差约70°左右的温度载荷。如下图所示。

  内壁的高温,会让玻璃膨胀,所以水杯内壁的玻璃处于一个拉升的状态。与之相反,水杯外侧则由于低温,处于一个相对压缩的状态。如下图:

  对于玻璃这种材料而言,其所能承受的最大拉应力要比压应力要小的多。所以,玻璃很容易被拉应力拉断。

  这样,内部由于高温膨胀,而外部又低温。一旦温度过高,引起的拉应力超出了玻璃的承受极限,整个玻璃就像炸弹一样炸裂了。

  实际上,现代玻璃也易炸。不易炸的原因大概如下:

  1)玻璃工艺提高了,制作出来的玻璃内部缺陷更少,玻璃更加均匀。玻璃的承受能力也提高了。

  2)现代社会,夏天温度本来就高,不会喝热水。冬天则又空调,室温不低。因此,温差没有那么大。

  详细的分析,以下篇计算为准。

  【爆炸的玻璃杯——热水倒进冷杯热力学分析 - 今日头条】https://m.toutiaocdn.com/item/6660059520879821325/?app=news_article×tamp=1565486780&req_id=201908110926190100230161559761868&group_id=6660059520879821325&tt_from=copy_link&utm_source=copy_link&utm_medium=toutiao_ios&utm_campaign=client_share

The End
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