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杯子制造：让您的热饮持续保温的一种热特性原理

杯子制造：让您的热饮持续保温的一种热特性原理

在我们的热导率知识系列中，我们介绍了在日常工作中，热导率发挥作用的各种环境背景。普通人在日常决策中，思考导热系数影响的次数几乎为零。不管您是否相信，其实导热系数与您的日常生活息息相关，特别是咖啡杯选择方面。有些人喝咖啡喜欢用陶瓷杯，而有一些人则更喜欢用玻璃杯或钢制杯。原因何在？最有可能的是，这些杯子的选择都是基于个人审美偏好，而不是科学依据。

让您的热饮持续保温的一种热特性方法
图1：哪一个杯子更保温：不锈钢杯、陶瓷杯还是玻璃杯？

传热，特别是热传导，是杯子制造商的一个重要理念，因为他们努力生产出对客户有吸引力的优质材料。传热方式有三种：热传导、辐射和对流。热传导过程是热量从温度较高的介质（液体）移动到温度较低的介质（杯子），直到两种材料之间的达到温度平衡的能力。 那么，你知道图1所示的三种杯子材料中，哪一种最能减慢这种平衡过程，使液体温度保持更长时间吗？

图2：传热的三种方式：传导、对流和辐射
图2：传热的三种方式：传导、对流和辐射

不锈钢杯子的热导率是三种材料中最高的，为14.3 W/mK。这种高导热性与杯子和液体之间相对较快的温度平衡有关，这意味着液体会很快冷却。陶瓷杯的导热系数约为3.8 W/mK，而玻璃杯的导热系数约为 1.1 W/mK。由于玻璃杯的导热率相对较低，因此液体放在玻璃杯中，可以保温更长时间。

根据上述导热知识，想要使液体更长时间保温，我们应该首选玻璃杯，其次是陶瓷杯和不锈钢杯。因为玻璃杯子的低导热性，可以防止液体的热量迅速渗透和扩散到杯子中。而钢的高导热性，会将液体中的热量迅速传递到杯子，然后传递到掌心。

但基于从热容量（材料单位体积的保温能力）的知识来看，陶瓷杯的保温性是最佳的。因为陶瓷的密度较低，材料中的小孔可以将热量储存在杯子本身内，而不是释放到杯子周围的区域（如将热量传递到掌心），所以在陶瓷杯内部，杯子和液体之间会保持平衡反应，防止液体过快冷却。

小编相信您在下次购买喜爱的新杯子时，您可以通过导热系数和热容量是如何影响饮料温度的知识，可以更快更明智地做出选择。

文献参考：

http://www.npl.co.uk/science-technology/thermal-performance/areas/thermal-conductivity/reference-materials

http://www.rktech.hu/dokumentaciok/LGC/Reference_materials_for_physical_properties_2008-9.pdf

Assael, M. J., Gialou, K., Kakosimos, K., and Metaxa, I. 2004. Thermal Conductivity of Reference Solid Materials. International Journal of Thermophysics, 25 (2): 397 – 408.

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