一位有經驗的家庭主婦,當她把熱茶倒到客人的茶杯裏去的時候,為了避免杯子破裂,總不會忘記把茶匙放在杯子裏,最好是銀茶匙。是生活上的經驗教會她這個正確做法的。那麼,這個做法的原理是什麼呢?
首先,我們要明白,在倒開水的時候,杯子為什麼會破裂。
究其原因是玻璃的各部分沒有能夠同時膨脹,倒到杯子裏的開水,沒有能夠同時把茶杯燙熱。它首先燙熱了杯子的內壁,但是這時候,外壁卻還沒有來得及給燙熱。內壁燙熱以後,立刻就膨脹起來,但是外壁還暫時不變,因此受到了從內部來的強烈的擠壓。這樣外壁就給擠破了——璃杯破裂了。
千萬不要以為杯子厚就不會燙裂。厚的杯子在這方麵來說,恰好是最不可靠的;厚的杯子要比薄的更容易燙裂。原因很明顯,薄的杯壁很快就會燙透,因此這種杯子內外層的溫度很快會相等,也就會同時膨脹;但是厚壁的杯子呢,厚層的杯壁要燙透是比較慢的。
在選用薄的杯子或者別種薄的玻璃器皿的時候,有一點不要忘記:不但杯壁要薄,而且杯底也要薄。因為在倒開水的時候,燙得最熱的恰好是杯子的底部。假如底太厚的話,那麼,不論杯壁多麼薄,杯子還是要破裂的。厚厚的圓底腳的玻璃杯和瓷器,是很容易燙裂的。
玻璃器皿越薄,對它加熱就越可以放心。化學家就是使用非常薄的玻璃器皿的,他們用這種器皿盛了液體,就直接在酒精燈上燒到沸騰,一點也不怕它會破裂。
當然,最理想的器皿應該是在加熱時候完全不膨脹的那一種。石英就是膨脹係數非常小的一種材料,它的膨脹程度大約隻等於玻璃的1/20~1/15。
用透明的石英製成的厚壁器皿,可以隨意加熱也不會破裂。可以把燒到紅熱的石英器皿丟到冰水裏,也不必擔心它會破裂。這一半是因為石英的導熱度也比玻璃大。
玻璃杯不隻在受到很快加熱之後才會破裂,就是在很快冷卻的時候,也有同樣的情形發生,原因是杯子各部分冷縮時候所受的壓力並不平均。杯子的外層受冷收縮,強烈地壓向內層,而內層卻還沒有來得及冷卻和收縮。因此,舉例來說,裝有滾燙果醬的玻璃罐,絕不可以立刻放到嚴寒的地方或直接浸到冷水裏麵去。
讓我們再回到玻璃杯裏的銀茶匙上來,究竟銀茶匙是怎樣保證杯子不破裂的呢?
玻璃杯的內外壁,隻有當開水一下子很快倒進去的時候,受熱程度才會有很大差別;溫水卻不會使杯子各部分受熱有很大差別,因此也不會產生強大的壓力,杯子也就不會破裂。假如杯子裏放著一柄銀茶匙,那麼會發生什麼情形呢?
當開水倒進杯子的時候,在還沒有來得及燙熱玻璃杯(熱的不良導體)之前,會把一部分的熱分給了良導體的金屬茶匙,因此,開水的溫度減低了,它從沸騰著的開水變成了熱水,對玻璃杯就沒有什麼妨礙了。至於繼續倒進去的開水,對於杯子已經不那麼可怕,因為杯子已經來得及略為燙熱了。