书城科普读物探索未知-生活物理现象解读
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第10章 冷水瓶

你如果没有看到过这种瓶,你也许听人说起过或者在书报里读到过。这种用没有烧过的粘土做的容器有一种有趣的性能,它能使灌在里面的水比周围的物体变得更凉些。这种容器南方各民族用得很多。它有各种各样的名字,在西班牙叫“阿里卡拉查”,在埃及叫“戈乌拉”,等等。

这种水瓶的冷却作用的原因很简单:瓶里的水透过粘土壁来到瓶外,会慢慢地蒸发,蒸发的时候就从容器和它里面的水里夺取一部分热。

不过这种容器里的水也不会变得很凉,这里的冷却作用是不会很大的,它同许多条件有关系。空气越热,渗到容器外的液体就蒸发得越快越多,容器里面的水因而也就越凉。它也同周围空气的湿度有关:如果空气里水分很多,蒸发就进行得慢,容器里的水也就不十分容易冷却;反过来,在干燥的空气里,蒸发进行得很快,容器的冷却作用也就更显著些。风同样能够加速蒸发,帮助冷却。你如果在热而有风的日子里穿一件湿衣服,你就会觉得很凉快,从这一点就可以明白风的作用了。冷水瓶里温度的下降不会超过5度。在南方炎热的日子里,温度计有时候指着33℃,这时候冷水瓶里的水往往同温水浴池里的水的温度相同是28℃。这样看来,这种容器的冷却作用实际上并没有多大用处。但是它能很好地保持冷水的温度,使它不热,它的主要用途也就在这一方面。

我们可以计算一下冷水瓶里的水可以冷到什么程度。

假设我们的冷水瓶可以盛水5升;并且假定瓶里的水有1/10升已经蒸发掉了。在气温33℃的热天,蒸发1升(1千克)水大约需要580大卡的热。既然瓶里的水已经蒸发掉了1/10千克,可知它已经消耗了58大卡的热。假如这58大卡的热全是瓶里的水供给的,瓶水的温度就会降低58/5,也就是大约12℃。可是蒸发用的热大部分是从瓶壁上和瓶壁四周的空气里取得的;另一方面,瓶里的水一边在冷却,一边又在从贴在瓶外的热空气里取得热量而变热。因此,瓶里的水只能冷到上面求得的数字的一半。

很难说,冷水瓶在什么地方冷却得更多些呢?是在日光下,还是在阴影里。在日光下,蒸发是加快了,可是同时进入瓶里的热也多了。最好的方法大概是把冷水瓶放在略微有些风的阴影里。