家人说：暖水壶里热水放凉后，暖水壶以后就不保温了，是真的吗？

家人经常这么说是真的！我不知道为什么这件事会如此统一。妈妈前几天就这么说了，让我把水壶里的热水用完，不然热水在水壶里凉了之后就变热了。水壶不保温！听到这里，我又疑惑了。我想了想水壶的保温原理和可能带来的影响。下面我们就来分析热传递的过程和水壶的保温原理。

先说说热量是怎么散失的

热是物体内部分子的内能，但我们通常不说物体含有多少热量或能量，而是用温度这个物理指标来描述object内部分子的平均动能。温度越高，物体所含的内能/热量越大，分子的平均动能也越高；温度越低，内能/热量越低，分子的平均动能也越低。

根据热力学定律，我们知道热量会自发地从高温物体传递到低温物体。因此，我们烧开水后，如果不保温，热量会很快散失到大气中。传热方式有三种。我们只需要阻止这些传热过程就可以使物体保持温暖。

首先是热传导的过程。如上所述，高温物体内部的分子/原子平均比低温物体具有更高的动能。当低温物体和高温物体相互接触时，它们表面之间的分子/原子会频繁出现。在机械碰撞中，运动较快的分子/原子在碰撞过程中会将自身的动能传递给运动较慢的分子/原子。

这样，高温物体的分子平均动能减小，而低温物体分子的平均动能增大，直到两个物体的分子内能相等，则动能的转换实现了热量的传递。物体的温度也会上升和下降。

这种接触式导热方式是日常生活中最常见的。例如，冬天寒冷的空气分子与你的身体发生碰撞，然后在你的身体表面获得动能，带走热量。这是我们觉得很冷的。在夏天，情况正好相反。热空气把动能传递到我们的身体表面，所以我觉得很热。但是，传热介质也可以分为：热的良导体和不良导体，例如：金属是热的良导体，木材、玻璃是热的不良导体，这就是为什么在相同的温度下，金属的东西手感更好凉爽的原因是金属散热更快。以上是接触热传导，必须有介质。

下一步是热对流。你认为空气是热的良导体吗？事实上，它不是。你可以想象，在一个完全没有空气流动的房间里，真的很闷热，周围似乎凝结了空气，所以不流动的空气不能很好地带走你身上的热量。但是如果在同样的温度下开电风扇，会凉快很多。这是因为空气的流动可以很好地进行热交换。

冬天我们家的暖气片周围是热对流的。热空气上升带走热量，冷空气下降继续加热，这样整个房价就会迅速升温。如果没有空气对流，房间就很难热起来。然后在烧水的时候，可以观察水壶里的水的运动，也是在不断的上升下降进行热交换。这些过程都是热对流。当然，热对流传热的方式首先要有介质，而且是流体。

最后一种传递热量的方式是热辐射。热辐射是唯一一种无需任何介质即可传递热量的方式，因为热辐射是物体以电磁波的形式释放热量，而电磁波在传输过程中不需要介质。我们知道宇宙处于真空状态，而真空是一种完美的绝热状态。太阳的热量不会通过任何介质传到地球。唯一可行的办法就是阳光，也就是电磁辐射。

然而，热辐射是传递热量最慢的方式，由于沸水的温度最高为100摄氏度，因此发出的辐射也属于红外波段。

保温瓶是如何隔热以上热传递的呢？

相信你小时候打碎过保温瓶，一般都会听到砰的一声，相信你也捡起来看过保温杯的构造。这个结构其实并不复杂，一看就懂。双层玻璃瓶胆，中间是真空状态，瓶胆内外都是银色，很亮，底部有个小尾巴，瓶口加了软木塞。这是整个保温内胆的结构。

如上所述，真空是绝热的，即它是热的不良导体，不会与任何物质传导任何热量，因为真空没有介质参与，也没有分子会带走水的热量。没有介质就没有热对流。瓶身镀银是为了反射红外辐射。虽然还是会泄露一些能量，但是红外辐射散发的热量是很低的。这并不是水壶热损失的唯一原因。

瓶口的软木塞可以很好的隔热，但是瓶口是热水瓶散失热量最多的地方。因为除了软木塞处漏气外，因为瓶口的颈部周围是内外层相连的，所以这里会通过热传导散失大量的热量。因此，在制作瓶胆时，尽量将瓶颈缩短，并加大水壶的容量，这样保温效果更好。

以上我们从物理学上分析了传热的所有原因，也分析了水壶的保温原理，但是对于水冷却后水壶的保温效果会变差的原因却只字未提。仔细想想，如果水从热变冷，会不会对水壶的内胆造成伤害？或者是有什么影响使水壶的内胆发生轻微的变化？

不，一点也不！热水袋不仅可以保持热水，还可以保持冰镇的冷水，效果是一样的。不会因为温度的变化而对水壶造成任何影响，至少科学上是这样，至于妈妈为什么这么说，我们可以买一个热水水壶自己做这个实验来破除谣言。