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【物理前沿】揭秘“喝水神器”55度杯

发布时间::2025-01-30 阅读:

  一杯开水,倒进杯子里摇晃1分钟,就能变成最适合人体饮用的温度——55℃?最近,一款被称为“喝水神器”的55度杯在网店热销。其宣称的开水迅速变成55℃这一功能,让很多消费者觉得神奇,忍不住想买一个试试。

  不过,55度杯火的不仅是销量,还有对它的质疑。海都记者搜索相关报道发现,质疑主要针对它“高大上”的功能和不菲的售价等,知乎网和果壳网都做过试验。有网友称,55度杯可能使用了“三水醋酸钠、十二水磷酸1氢钠、明胶”等廉价材料。

  对此,LKK洛可可创新设计集团1月7日专门召开新闻发布会回应称,55度杯已获得实用新型专利证书,采用的是相变金属填充于内部导热层与外部隔热层之间,而非网友所说的“三水醋酸钠”等材料。

  55度杯到底有没有那么神?开水是如何迅速降温的?再度加入冷水时为何能升温?昨天下午,海都记者带着55度杯,前往黎明职业大学实验室。黎明职业大学应用化工技术专业主任李大刚老师现场做实验,记者全程记录。而对于55度杯的原理,李老师笑称“把它当成高科技产品你就输了,学过初中物理就能解释”。

  

  测试温度

  55度杯到底采用了什么材料,是洛可可公司官方所称的“相变金属”,还是网友所称的“三水醋酸钠”,又或者是果壳网网友拆解后倒出来的不知名的浑浊液体?由于这涉及对55度杯进行拆解,甚至检测,李大刚认为,“不好下结论”。

  在他看来,55度杯的构造,可以用一个专业术语“夹套”来描述。而在内壁和外壁之间,则存在着某种物质,从而达到热水迅速降温、冷水升温的功能。

  “不管是采用哪种材料,都逃不出两种原理。”李大刚随后用通俗易懂的语言,解释了这两种原理。

  原理1:利用固态、液态之间的转化

  世间物质,无非三种相态——也就是初中物理学的液态、固态、气态。随着温度、压力的变化,这三种相态之间会相互转化。

  如果55度杯在夹层里,所使用的物质是某种相变化材料。打个比方,某种盐,熔点为58℃。这意味着,当温度高于58℃时,这种物质是液态;低于58℃时,则是固体。

  室温情况下,夹层里的物质是固态。而往杯子倒开水,物质吸热,高于58℃后,就熔化成液态。这个过程中,吸收大量热量,使得杯中的水温度下降。

  而把热水倒光时,夹层内的物质仍是液体。这时,加入低于58℃的冷水,物质就会把热量传给冷水,还要结晶变成固态,过程中释放热量,杯里的水就升温了。

  这是一个非常简单的热变化,就像下雨、冰雹、下雪一样简单。

  

  根据果壳网友的实验,55度杯内胆有约250ml的未知浑浊液体

  原理2:利用液体传热、储热的原理

  如果55度杯内装的物质,真如果壳网网友拆解后发现的是“液体”,而不管是加热时,还是冷却后,都是液体状态,那根本不存在相变化,而是更加基础的原理——单纯的液体传热、储热,同样也可以实现降温和升温。

  比如夹层内是某种液体,普通的自来水,甚至果汁、可乐都可以。室温条件下,夹层内液体是冷的,倒进热水后,通过杯壁,热量传递进去,杯壁外的热水降温,杯内的冷水升温。

  而把热水倒掉后,加入冷水,夹层内又向杯壁外传递热量,冷水就升温了,但温度永远达不到55℃。

  至于为什么是加热水降温为55℃左右,这可以通过选择合适比热容的液体,以及控制夹层内液体量等因素,将温度控制在某个范围。

  换句话说,如果第一次不是加入热水,那就算消费者一直摇,后面也不可能产生冷水升温。

  一些让你觉得很神的细节

  1.为什么要摇?

  55度杯的使用说明书上说,加入开水后,要盖上杯盖摇一摇,而且是差不多一分钟,然后才会变成55℃。这让消费者觉得很神奇,还以为“摇”这一动作也很神秘。

  李大刚:摇动是为了提高液体的传热速率,使得导热更快。换句话说,不摇也可以变成55℃左右,只不过可能时间比一分钟稍长。

  2.为什么第二次加开水,离第一次加开水,中间要间隔一个小时?

  李大刚:因为如果第一杯热水马上喝掉时,夹层内的物质温度应该还停留或高于55℃,此时再加入开水,夹层内的物质就无法散发热量,水温肯定会高于55℃,就达不到迅速降温的效果了。

  专家点评

  把它当成“高科技产品”,你就输了

  昨天下午,看到海都记者拿着55度杯上门,李大刚老师一见面就忍不住笑了。这已经不是第一次有人拿着55度杯,让他瞧瞧“神器”到底神在哪了。

  “这个杯子的原理,其实很简单,只是普通老百姓不知道。”李大刚说,要不是有人来咨询,他们根本不会太关注55度杯,因为它的原理是很简单的,很常见的一种传热现象,一点都不高深。

  有多简单?“只要学过中学物理,没忘,就可以解释这个东西。”李大刚觉得,如果把55度杯当成是一种创意产品来说,不失为一个好产品,好玩、时尚、好看。“千万不要把它当成一种高科技产品,神化它就不应该了。”李大刚说。

  特别提醒

  实验结束时,李大刚特别提醒市民,使用55度杯时,一定要防止破裂。因为不管夹层内是何种物质,一旦破裂,哪怕是针孔大的小孔,物质泄漏出来都可能会污染水,可能会影响人体健康。

  而如果是劣质产品的话,更容易破裂。另外,夹层内如果是某种盐类,可能加速对内壁的腐蚀,从而加速内壁破裂。

  来源:东南网

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