玻璃管液位计：茶杯炸裂的原因与制作方法

往玻璃杯里倒热茶水的时候，有经验的人总会先在杯子里放一个银制的小勺，这样就能防止杯子炸裂。这种做法很常见，但你知道其中的原理吗？在回答这个问题之前，我们必须先弄清楚一件事：为什么直接往玻璃杯里倒热水，杯子会炸裂？

原因很简单，玻璃在受热的时候，各部分膨胀不均匀。开水倒进玻璃杯后，并不能立刻让整个杯子都变热，最先热的是玻璃杯的内壁，此时玻璃杯的外壁还没有变热。内壁受热后开始膨胀，而外壁却没有变化，内壁就会挤压外壁，外壁就被撑破了。

如果玻璃杯厚一点的话，是不是就不容易破呢？恰恰相反，与薄的玻璃杯相比，厚的玻璃杯更容易破。因为，厚玻璃杯在倒入热水的时候，内壁迅速受热，热量传到外壁的时间会更长一些，也更不容易让外壁跟着一起膨胀。薄的玻璃杯，热量可以快速传递到外壁，让外壁也迅速受热，所以反而不容易被烫裂。

我们在选购薄的玻璃器皿时，千万要记得：不仅要选玻璃杯壁薄的，最好底部也要薄。因为，我们倒入热水的时候，底部最先接触到热水，杯子的底部是最热的部分。如果杯壁很薄，而底部很厚，还是很容易炸裂。瓷器也是一样的。正因为此，化学家们在做实验的时候，所用的试管都非常薄。这样的试管，就算拿到火上加热，也不怕被烫破。

事实上，玻璃薄一些，只是不容易烫破，但不是说它一定不会烫破，毕竟玻璃对热胀冷缩非常敏感。相比之下，有一种材料就安全多了，那就是石英。石英的热胀冷缩程度只有玻璃的1/15～1/20，导热特别快。如果选用石英制作的器皿，就算壁比较厚，也不容易烫破。更夸张的是，就算把石英做的器皿烧得通红，立刻扔到水里，它都不会炸裂。

玻璃不仅在快速加热的时候会炸裂，在突然冷却的时候，也一样会炸裂。这是玻璃的不均匀冷缩导致的。杯子的外壁遇冷收缩，用力压向尚未来得及收缩的内层，使得玻璃炸裂。所以，我们不能把装着热果酱的玻璃罐放到寒冷的室外，或直接浸入到冷水中。(www.xing528.com)

现在，我们把问题拉回到玻璃杯中的银勺上来，小勺为什么能保护玻璃杯不被热水烫裂呢？

如果向杯子里倒入热水，玻璃杯很容易被烫破，但如果倒入的是温水，就不会出现这样的问题。我们在杯子里放一个银勺，就是利用了这一原理。金属的导热性比玻璃好，往杯子里倒热水的时候，热水的温度会迅速传到勺子上，从而让水的温度降低一些。这样，玻璃杯就不会迅速受热，外壁也不会受到挤压，杯子就不容易被烫破了。而且，勺子越大，保护作用越强。

现在，我们还要说一说，为什么要用银勺子？因为，银是非常好的导热体，比不锈钢的导热性强得多。如果你试过这种方法，你一定感受过放在开水里的银勺子特别烫手，如果勺子是不锈钢的，根本感觉不到烫，顶多有点儿热而已。

玻璃壁的不均匀膨胀，不仅会让茶杯炸裂，还会影响到蒸汽锅炉的重要部分，即用来确定锅炉水位的玻璃管液位计。玻璃液位计的内壁在被蒸汽和沸水加热时，比外壁膨胀得厉害，除了这种原因导致的张力外，玻璃管液位计还会受到蒸汽和水的压力，很容易破裂。为了防止破裂，我们就会用双层玻璃来制作玻璃管液位计。两层玻璃的品质不同，里层的膨胀系数小于外层的膨胀系数，在里层玻璃受热时便不会因为变形过大而破裂，两层玻璃间的空气导热慢，从而保护了外层的玻璃。