解密55度杯

近来，可以将开水和凉白开短时间内调整到55℃的喝水神器——“55度杯”受到人们的青睐，一时间几乎人手一杯，俨然成了跨年的爆款。如此风靡的55度杯到底有何天机？真是高科技产品吗？解密55度杯，我们马上进行。

55度杯由来

55度杯的研发团队称其是第一款“快速变温水杯”，可以将所有高于55℃的液体冷却，也能把低于55℃的冷水加热，达到最适合人体饮用的温度。55度杯官方称，水杯的核心技术就在于通过相变材料——将相变金属填充于导热层与隔热层之间，利用相变金属快速吸收或释放能量的特点，实现升温和降温的功能。

神奇的相变材料

物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。与固、液、气三态对应，物质有固相、液相、气相，而相变就是物质从一种相转变为另一种相的过程。常见的物质三态变化就是相变。自然界还存在许许多多的相变现象，例如，加热一块磁铁，磁铁的铁磁性忽然消失。

相变材料在其相变温度附近发生相变，释放或吸收大量热量，可被用于储存能量或控制环境温度。恰当的相变温度是进行温度调节的关键。以20℃调温相变材料为例，当外界温度高于20℃时，相变材料吸收环境中的热量进行储存，并使得环境温度降低；当外界温度低于20℃时，相变材料会把之前所储存的热量释放给外界环境。依次循环，维持一个相对恒温状态。

而55度杯正是采用相变金属填充于内部导热层与外部隔热层之间，热水通过导热层将热量释放至相变金属，相变金属快速吸热并熔化，热水温度迅速降低。随后，热水降温时，相变金属凝固放热，此热量可长时间保持热水的温度于相变金属的熔点附近，达到保温效果。55℃就是其相变温度。

55℃真相

55度杯中倒入100℃沸水，摇动1分钟，温度降到55℃。随后在杯中注入冷水，经1分钟摇动，水温升至34℃。而经过降温升温这一个过程后，须间隔1小时左右，杯子才能再次出现降温功能。实际效果并不如传说中那么神奇，只是简单的热传递原理。

经检测也发现55度杯杯壁的主要成分是铁、铬、镍，比例为12∶3∶1，杯中填充液体大部分为氯化钠溶液，并有少量固体二氧化钛和氧化铁。有机物检测表明，总有机碳含量为37.31mg/L。由此看来，高科技的帽子并不是那么容易戴的。

1. 如图1所示，取一个装有大半瓶水的盐水瓶和一支去掉笔尖的空圆珠笔芯，在盐水瓶瓶塞上开一个小孔，用力将圆珠笔的笔芯插入瓶塞，再用瓶塞盖紧瓶口，使笔芯下端能没入水中，被封闭的空气加热后能将瓶中的水挤压出来。说明这部分空气具有 能；温度越高，水喷得越____（选填“高”或“低”），这说明物体的内能与温度____（选填“有”或 “无”）关。可见，一般情况下，同一物体的温度越高，它的内能就越____（选填“大”或 “小”）。

2. 如图2所示，两个相同的烧瓶用一根玻璃管连接，塞子密封，其中右边一个烧瓶被涂黑。开始时，水柱C在玻璃管的正中间，在太阳下晒过一段时间后，水柱C会向____（选填“左”或者“右”）移动，这说明____色的烧瓶吸收太阳辐射热的本领强。

自制保温杯

实验材料：一大一小2个带盖的玻璃瓶（大玻璃瓶能装下小玻璃瓶）、软木塞、铝箔、胶带、剪刀等。

制作步骤：

用铝箔包裹小的玻璃瓶，用胶带粘牢，铝箔比较亮的一面朝内。

向小瓶内倒入热水，盖子旋紧。

把装了热水的小瓶子放入大瓶子，软木塞垫在下面，大瓶子的盖子也旋紧。

如图3所示，一个保温杯就制作完成了。

相变材料蓄热

相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固—液相变材料为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。

（刘 波）