冷水瓶的物理原理

如果你没见过这种瓶子，你可能听说过或者在书和报纸上读到过。这种由未烧粘土制成的容器有一个有趣的特性，可以使装在里面的水比周围的物体凉。这种容器被南方各民族广泛使用。它有各种各样的名字，比如西班牙语的“Aarika Racha”，埃及语的“Gouula”等等。

这种水瓶有降温效果的原因很简单:瓶子里的水通过陶土壁从瓶子里出来的时候会慢慢蒸发，蒸发的时候会带走容器和里面的水的一部分热量。

然而，这个容器里的水不会变得很冷，就像一些南方游记中描述的那样。这里的降温效果不会很大。跟很多条件有关。空气越热，容器外的液体蒸发越快，越多，容器内的水就越凉。还与周围空气的湿度有关:如果空气中水分多，蒸发就慢，容器中的水就不太容易冷却；另一方面，在干燥的空气中，蒸发很快，容器的冷却效果更明显。风也可以加速蒸发，帮助降温。如果你在炎热多风的日子里穿着湿衣服，你会感到非常凉爽，从中你可以了解风的作用。冷水瓶里的温度下降不会超过5摄氏度。在南方炎热的日子里，温度计有时会指向33摄氏度。此时，冷水瓶中的水的温度往往与温水浴中的温度相同:28摄氏度。这样看来，这个容器的降温效果其实用处不大。但它能很好地保持冷水的温度，使之不热，主要用途就在这方面。

我们可以计算出冷水瓶中的水可以有多冷。

假设我们的冷水瓶可以装5升水，假设瓶子里的1/10升水已经蒸发了。在33摄氏度的热天，蒸发1升水大约需要2414千焦(580千卡)。由于瓶子里的水已经蒸发了1/10，所以可以知道它已经消耗了240千焦(58千卡)的热量。如果240千焦(58千卡)的热量全部由瓶中的水提供，则瓶中水的温度将降低到58/5 ≈ 12摄氏度。然而，用于蒸发的大部分热量是从瓶壁上和周围的空气中获得的；另一方面，当瓶中的水冷却时，它从滞留在瓶外的热空气中获得热量并变热。所以瓶子里的水只能凉到上面得出的数字的一半。

很难说冷水瓶在哪里会更凉——在阳光下还是在阴凉处。在阳光下，蒸发加快，但同时，进入瓶内的热量也增加。最好的办法大概就是把冷水瓶放在有轻微风的阴凉处。