為什么手捧保溫杯卻感受不到溫暖？

原標題:手涼嘴燙，夢見拿著保溫杯。

丁~

你的冬天馬上就要到了。

請在門口拿它。

冬季即將開始。

氣溫越來越冷。

邊肖的手凍僵了，幾乎失去了知覺。

甚至用力敲擊鍵盤。

飯碗不保

在這個關鍵時刻

如果你能捧一杯熱水

溫暖的手和溫暖的心。

想到這里。

邊肖立即拿起保溫杯。

倒一杯熱水。

握在你的手心里

結果

我只感覺到金屬的涼意。

明明手里拿著熱水。

為什么我感覺不到溫暖。

溫度

那么溫度是多少呢這時候就會有人搶著回答熱意味著高溫，冷意味著低溫

沒錯溫度是一個物理量，表示物體的冷熱程度那么從微觀的角度來看溫度是什么呢

溫度是物體分子運動的強度，也是物體分子平均動能的標志。

比如這是因為溫度高~:

這就是低溫~:

熱傳遞是通過熱傳導，熱對流和熱輻射來實現的。

熱對流

流體中顆粒相對位移的傳熱過程。

所有溫度高于絕對零度的物體都會產生熱輻射，熱量以輻射的形式傳遞。

熱傳導

當兩個溫度不同的物體相互接觸或同一物體內部存在溫差時，通過物體內部分子，原子，電子的微觀振動，位移和碰撞，會發生能量轉移，使兩部分的溫度趨于一致。

杯中的熱水主要通過與空氣和杯壁的熱傳導來傳遞熱量熱水的溫度下降，杯子的溫度上升，讓手中的杯子感覺很燙

保溫杯結構

保溫杯為雙層結構，在外殼和內膽之間增加了真空層由于真空層氣體密度低，氣體分子與內膽之間缺少碰撞，從而減少熱傳導和熱對流，同時保溫杯內膽鍍銅或鍍銀，可以反射熱輻射，有效減少輻射損失的熱量

離我手里的這杯熱水差了一億分~

真空

真空這個詞并不陌生給定空間中低于一個大氣壓的氣體狀態稱為真空狀態

有不同程度的真空:

低真空區:105~103帕

中等真空場:103~10—1 Pa

高真空區:10—1~10—5 Pa

超真空場:10—5~10—8帕

極高真空場:lt，10—8帕

提到真空，人們首先會想到什么。

估計大家都會想到太空和宇航員太空中的氣體稀薄，無法呼吸，宇航員需要穿上宇航服，通過氧氣瓶保持呼吸

嘿，如果是這樣，邊肖買不起保溫杯！

那么日常生活中使用的真空是如何實現的呢。在好奇心的驅使下，邊肖發現了這個神器——真空泵！

真空泵

真空泵是指利用機械的，物理的，化學的或物理化學的方法將真空室中的氣體高速排出，從而達到產生，提高和維持真空的目的根據工作原理的不同，可分為氣體輸送和吸附兩種

油封旋轉葉片泵

油封旋片泵是一種低真空泵，工作范圍為10—1~10—5 Pa它主要由偏心轉子，旋翼和泵體組成偏心轉子安裝在旋轉葉片泵的腔內旋轉翼通過彈簧與轉子連接，旋轉翼的頂部通過離心力和彈簧的張力與泵腔內壁保持接觸

油封旋片泵示意圖

當電機帶動偏心轉子旋轉時，泵體和旋轉翼圍成的兩部分空間的容積是不斷變化的當與進氣口連通的空間體積增大時，氣壓降低，氣體從進氣口被吸入，當與排氣口連通的空間的容積減小時，氣體從排氣口排出，通過不斷地將腔體內的氣體抽出而獲得真空環境

油封旋片泵操作簡單，可以在大氣壓下使用，但是旋片泵使用的油會揮發進入真空室。邊肖回憶說，做實驗時，樣品都被機油污染了！

渦輪干式泵

渦輪干式泵由兩個渦旋轉子和渦旋定子組成，渦旋線共軛，相位相差180°，兩渦旋體之間形成一系列月牙形壓縮室渦旋體的中心設有出氣口，渦旋體的外圍設有進氣口伴隨著渦旋轉子的運動，壓縮室的容積逐漸減小，并向中央排氣口移動，從而實現進氣，壓縮和排氣的過程在轉子運動過程中，壓縮室周期性變化，實現連續泵送

渦輪干式泵原理圖分子泵

分子泵的核心部件是旋轉葉片和固定葉片旋轉葉片的轉速高達1800~90000轉/分，葉片外端速度可達數百米/秒，接近分子的平均速度泵內有幾組旋轉葉片和固定葉片，以一定角度傾斜放置葉片角度越大，排氣速度越高

當氣體分子與高速旋轉的葉片碰撞時，它會獲得垂直于葉片表面的動量與固定葉片碰撞后，再次飛向下一個旋轉葉片，最后從排氣口噴出，使氣體分子向排氣口運動的概率大于向吸氣口運動的概率，從而達到抽氣的目的

分子泵是一種高速旋轉的機械泵，可以達到極高的真空度但是分子泵不能在大氣壓下工作，對固體異物非常脆弱，所以在進氣口安裝了防護網，過濾異物

升華泵

升華泵的抽氣機理是化學吸附該部件主要是由活性金屬鈦制成的燈絲通過電流加熱燈絲，金屬鈦升華，吸附，沉積在冷泵壁上，形成鈦膜鈦由于化學活性高，對氮，氧，一氧化碳等活性氣體有很強的吸附作用，生成氮化鈦，碳化鈦，氧化鈦等穩定的化合物，從而達到排氣的目的

鈦膜上吸附氣體分子的位置不能再吸附氣體因此，升華泵中的燈絲必須不斷升華，才能在泵體壁上沉積新的鈦膜，從而達到連續抽氣的目的

離子泵

離子泵由強磁體，蜂窩陽極和鈦陰極組成離子泵的基本原理是在兩個電極之間施加足夠的電壓，使氣體分子電離產生離子，離子撞擊陰極并被陰極俘獲，同時產生濺射效應陰極材料由金屬Ti制成金屬Ti濺射后，在腔體內壁不斷形成活性膜，并不斷與氣體分子反應，從而不斷排氣由于磁場的存在，陰極放電可以維持在極低的壓力下

低溫泵

低溫泵的工作原理是通過氣體在超低溫表面的物理吸附來排出氣體，是獲得潔凈真空的一種有效快捷的方法。

在低溫泵的第一級上設置屏蔽和擋板，溫度保持在80 K第二冷卻級保持在15 K，并配有低溫罩和活性炭吸附劑

水蒸氣在80 K屏蔽和80 K擋板上凝固，氮氣，氧氣和氬氣在15 K低溫罩上固化，氫，氦，氖吸附在15 K低溫罩內的吸附劑上，可以達到極高的真空。

沒想到做真空有這么多方法邊肖真是讓人大開眼界，但是不同的真空泵有不同的工作條件你需要根據實際情況來選擇，否則很難達到抽真空的效果，還可能會損壞泵體

似乎

想溫暖你的手和心嗎

用保溫杯沒用。

你不能魚與熊掌兼得。

因此

參考資料:

國方準實用真空技術:真空技術大連理工大學出版社，2012

孫松崗多腔渦旋真空干燥泵的設計理論和結構改進東北大學

熱傳導和對流_嗶哩嗶哩