冬天玻璃杯倒入热水会破是由于热应力不均匀造成的。热应力,温度改变时,物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束,使其不能完全自由胀缩而产生的应力。原因是当较冷的玻璃杯内倒入热水后,接触热水的部位温度升高,未直接接触的部位温度仍然较低,当受热不均匀时造成热应力不均匀,使玻璃杯局部膨胀产生过大的应力,当玻璃杯无法承受热应力时,自身就会破裂。
冬季往玻璃杯里倒热水时,为何玻璃杯会破裂?
冬季往玻璃杯里倒热水时,为何玻璃杯会破裂?
玻璃杯炸裂的原因是因为膨胀,因为杯里一倒入热水,杯子的内壁就会受热急剧膨胀,但是因为外壁还是保持原样,内层玻璃突然向外大力挤压,所以杯子就破裂了。
1.玻璃裂痕的缘故
在题主常说,玻璃碎的因素是倒开水。物件热胀冷缩是基本规律,玻璃都不除外。不一样的原材料有不一样的热胀冷缩实际效果,通常用热膨胀系数来表明。普遍原材料的热膨胀系数如下图所显示。
热膨胀系数的物理意义是温度上升1k时原材料伸展的度量。这一值越大,这类原材料对温度越比较敏感。从上面可以看得出,一般玻璃的热膨胀系数约为7.1e-6/k.与钢.铜等一些金属材料对比,玻璃是一种不容易热胀冷缩的原材料。
2.缝隙的部位
实际上普通高中学过物理学的朋友都了解,物件会随热变形,随冷收拢,冷玻璃倒开水后非常容易爆裂。可是,要是没有系统化学习培训结构力学,也就不应当了解原理。热胀冷缩仅仅一般缘故。在这个一般缘故下,玻璃是怎样胀大的,怎么会发生裂痕,裂痕发生在哪儿?仅有学了工程力学才有可能解决困难。
玻璃杯的开裂一直出现在装水的一瞬间。开水倒进冷杯里后,因为开水的加温,玻璃里侧的温度升高,但两侧都还没时间升高。这致使了图中所显示的温度遍布。红色代表高温,蓝色代表超低温。从温度遍布看来,其遍布在轴向和纵向全是匀称的。殊不知,在玻璃的薄厚方位上,温度遍布不匀称,而且存有温度梯度方向。恰好是这类薄厚方位的不均衡造成玻璃爆裂。
大家一起来看看轴向和纵向热胀冷缩,如图。圆上方位会总体变大,纵向里侧会升高。因为玻璃口处在随意情况,里侧可以任意伸缩式,因此难以造成纵向裂痕。但在圆上方位,里侧温度高,想胀大,两侧温度匀速运动,不愿胀大。因而驱使里侧胀大,促进两侧胀大。殊不知,内部精确测量一直遭受两侧的限定,两侧处在缩小地应力情况,而两侧因为里侧的缩小而处在拉申地应力情况。全世界绝大部分原材料全是抗压和抗压强度的,拉申和缩小效果区别非常大。比如,有机化学玻璃的抗压强度为55~77Mpa,抗拉强度为130Mpa。恰好是由于一些不对等的拉压特性,表层玻璃最开始裂开。3.如何防止玻璃粉碎
了解了以上基本原理,我们可以从下列一些层面来避免玻璃爆裂:挑选品质高些的玻璃。即挑选热膨胀系数较小的玻璃原材料,尽量减少温度的危害。伴随着玻璃生产技术的提升,热膨胀系数早已远小于早期。
设计方案一个面积更有效的玻璃杯。玻璃爆裂的首要因素取决于薄厚方位的温度梯度方向。薄厚越薄,温度梯度方向越大,内应力遍布差别越大,更非常容易裂开。
和之前不一样,倒开水的情况下玻璃非常容易爆裂。设计方案后,即使玻璃品质稍弱,只需薄厚充足,也不易裂开。
引言
玻璃爆裂是因为杯子薄厚方位温度不匀称,造成内应力遍布不匀称。里侧受力,两侧受拉。玻璃的拉申极限地应力低于缩小极限地应力,因此两侧先裂开。
冬天倒开水时,容易爆破的杯子是什么原因?
原因是热胀冷缩。
冬天玻璃杯是凉的,当倒入热水后,内壁由于热胀冷缩,会迅速膨胀,但由于玻璃是热的不良导体,温度不会很快传到外壁,所以,造成内壁膨胀,但外壁保持原来的状态,这样就会造成玻璃杯爆炸破碎。
避免破裂的办法就是慢慢地少量地倒进开水并且同时摇(晃)动杯子,使杯子里外均匀地受热。
热胀冷缩的例子
1、把煮熟的鸡蛋放在冷水中浸一浸,蛋就很容易剥开,这是因为蛋壳和蛋白的收缩程度不一样的结果。
2、高速公路的金属护栏,在接头处总要留有空隙,是防止在高温下护栏膨胀,而受到损坏。
3、铁轨也是到了一定长度,总要留有空隙,再接着往下延伸,也是因铁轨热胀冷缩,如不留空隙,夏天高温下铁轨会膨胀隆起。
4、铺沥青马路时,隔一段路就会留有一些空隙,是为了防止夏天太阳暴晒下,沥青受热膨胀而使路面隆起。
为什么冬天往玻璃杯里倒开水容易裂?
玻璃杯是指玻璃制成的杯子,通常由原材料高硼硅玻璃,经过600多度的高温烧制而成,它是新型的环保型茶杯,越来越受到人们的青睐。玻璃杯是分双层玻璃杯和单层玻璃杯,其生产工艺不同,双层主要适应广告杯的需要,可在内层印上公司的logo,用于促销赠品或礼品等,并且保温效果更加出众。
玻璃杯虽然通透好看,但是不易保存,必须小心翼翼的放置。其实在所有材质的杯子里,玻璃杯才是最健康的。因为玻璃杯不含有机的化学物质,当人们用玻璃杯喝水或其他饮品的时候,不必担心有害的化学物质会被喝进肚子里,而且玻璃表面光滑,容易清洗,所以人们用玻璃杯喝水才是最健康、最安全的。
那为什么冬天往玻璃杯里倒开水容易裂?
这是因为一般往玻璃杯里倒开水,比较厚的玻璃杯更容易出现杯子炸裂的现象。因为玻璃杯是凉的,当倒入热水后,内壁由于热胀冷缩,会迅速膨胀;但由于玻璃是热的不良导体,杯壁很厚的话,温度不会很快传到外壁,所以造成内壁膨胀;但外壁保持原来的状态,所以就会造成玻璃杯的爆炸破碎。所以冬天往玻璃杯里倒开水容易裂。
而越薄的杯子,因为倒入热水时导热较快,内外壁温差小,内外壁变形差也小,所以不容易破裂。如果慢慢地、少量地倒进开水,并且同时晃动杯子,使杯子里外均匀受热,就能更好地避免炸裂。
冬季里往玻璃水杯里倒开水,为什么玻璃容易炸裂?
冬季里往玻璃水杯里倒开水,玻璃容易炸裂。如果仅是热膨胀和收缩的原因,则在用热水撞击时,所有玻璃都应破裂,事实并非如此。因此,玻璃制造过程中的热收缩和冷收缩是原因之一。
在此过程中,重要的是不要制造未经适当处理的玻璃杯,只要使玻璃的热膨胀系数相对较小并且使传热系数相对较大即可。如果您可以软化玻璃,它不会破裂。根据现代玻璃工业过程,当涉及到热水时,玻璃破裂不是物理现象,而是制造问题。
通常,如果冬季温度很低,则将水倒入玻璃中,并且较厚的玻璃更容易破裂。因为玻璃很冷,所以当倒入热水时,内壁会由于热膨胀和收缩而迅速膨胀,但是由于玻璃的导热性很差,如果壁很厚,温度不会很快扩散到外壁。内壁膨胀,但外壁完好无损,打破了玻璃爆炸。杯子越薄,倒热水时的导热越容易,内外壁之间的温差越小,内外壁之间的温差就越不容易破裂。最好避免缓慢加入少量沸水并同时摇晃杯子,以均匀加热杯子的内部和外部来避免破裂。
但是,外壁保持其原始状态,因此玻璃的爆炸会破裂。使杯子变薄不容易破裂,因为在注入热水时注入热水的速度更快,这是因为内壁和外壁之间的温差很小,并且内壁和外壁之间的温差很小。同时,摇晃开水和少量开水,使杯子的内外表面均匀受热,可以避免破裂。
冬天为什么玻璃杯里倒开水容易裂
玻璃杯炸裂的原因是因为膨胀.杯里一倒入热水,杯子内壁就受热急剧膨胀,但杯外壁却还是保持原样,内层玻璃突然向外大力挤压,杯子就破裂了. 如果事先让杯子内外侧同时受热,然后再倒入热水,杯子内外膨胀的程度相差不那么大,就不会炸裂了. 不过,如果玻璃杯很薄,即使倒入热水,热也会很快传到外侧,这样内外同时膨胀,杯子也就不易破裂.另外,所谓的硬质玻璃和耐热玻璃,是因为膨胀的比例小才不易炸裂.
【防治办法】冬天气温低,玻璃杯的温度相对也低,开水倒入冷热相冲,容易裂。先用温水泡玻璃杯,再使用不易裂。
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