塑料瓶或金属罐，哪种包装方式可让冷饮更持久保温

前言

想象一下，炎炎夏日，您坐在户外，悠闲地畅饮着一瓶你最喜欢的冷饮。几分钟后，你可能会发现你的冷饮不再凉爽且味道寡淡，这会是一个非常不愉快的体验。如果您购买的是装在金属罐中的苏打水，您的饮料可能会持久保持凉爽，并且不会因暴露在炎热的太阳下而变质。这两种软饮料容器对阳光和温度的反应之间的差异可归因于它们的热特性。

传热机理

根据原子的运动和振动量，可以将一种材料描述为“热”。一切事物都是由原子组成的，许多原子以独特的排列聚集在一起形成分子。当这些原子或分子快速振动和弹跳时，材料就会显得很热。当较热材料中快速移动的原子与较冷材料中移动较慢的原子碰撞时，两种材料之间就会发生热传递。温度较高的物质会将其部分“热能”传递给温度较低的物质，从而触发其原子更快地移动并开始升温。这种传热将持续下去，直到两种材料达到温度平衡。这种热机制解释了，为什么一杯热咖啡如果长时间放在柜台上会冷却下来。热的、快速移动的咖啡分子与移动较慢的空气分子碰撞，振动开始减弱。限制这种能量和热流的唯一方法是将材料与其周围环境隔离开来。如果周围的分子较少，热物质中快速移动的原子可以撞击到其中，那么它将保留更长的能量，从而使整个物质保持更热。

传热与导热

一种材料向另一种材料有效传递热量或“热能”的能力在很大程度上取决于其导热性。热导率提供了一种测量材料导热或传热能力的方法。该热测量值表示每单位距离每度温度传输的功率。在MKS系统中，单位为瓦特/米开尔文或W/（m/K）。与塑料或泡沫相比，金属通常具有高导热性，并且对周围环境温度变化的响应速度要快得多。塑料被归类为绝缘体，对周围温度的变化反应极缓慢。金属和塑料观察到的热导率的差异，可以用金属触摸起来比塑料更冷来解释。当你触摸金属制成的物体时，能量从手指传导到金属上，让你感受到一种凉爽的感觉。这是因为你的体温高于金属的体温，当你的手接触到金属时，由于金属原子开始振动并移动得更快，温度会开始升高。手与塑料接触时会产生相反的效果，甚至摸起来很温暖。这是由于塑料的低导热性，限制了从手到塑料的快速传热。

塑料的热性能

大多数塑料的平均导热系数约为0.02-0.05 W/（m/K），这与铝的热导率相差五个数量级。这意味着，当铝和塑料都暴露在相同的环境温度下时，铝每单位距离传递的热量比塑料制品多10万倍。这种极低的热导率，是由于塑料中的电子与各自的分子紧密结合造成的，所以它们需要大量的能量才能移动。由于热能是通过相互碰撞的振动分子传递的，因此大多数塑料由于其原子不能快速振动而成为不良的导热体。聚苯乙烯泡沫塑料的导热系数甚至比传统塑料更低，因为材料中有大量被困的气泡，这些气泡会进一步限制能量流动。聚苯乙烯泡沫塑料的导热系数非常低，约为0.33W（m/K）。它是一种极好用于盛放热饮料的材料，因为它可以保护你的手，即使在长时间触摸后也不会因过热而被烫伤。