尤明庆的博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/youmingqing 何苦来哉?心不忍耳!

博文

热水瓶的软木塞

已有 14664 次阅读 2013-11-29 09:29 |个人分类:力学科普|系统分类:科普集锦|关键词:热水瓶,软木塞,欲速则不达| 欲速则不达, 软木塞, 热水瓶

 

现在热水瓶多用塑料或橡胶塞口,而过去都是用软木。不过,我一直对软木偏爱有加:软木似乎耐得住高温而更加卫生,塑料或橡胶则容易老化变质而有碍健康。刚买回的木塞是干燥的,体积较小,有时圆度也略差;不过,软木内部有许多孔隙,塞到瓶上会逐渐吸水膨胀,进而与瓶口良好配合。与之相反,大尺度的木材可能因脱水收缩而产生裂纹,泥土失水也会龟裂。

三十年前热水瓶的竹丝或塑料外壳、玻璃胆和软木塞都能单独购买,因而都是物尽其用,损坏为止。软木塞使用时间长了,总有些朽蚀;长期受到径向的挤压,也会产生不可恢复的变形,端部凸出而直径减小。

倒出热水若随即盖上瓶塞,则新进冷气因温度升高而压力增加,可使瓶塞突然蹦出;最好略作停顿,待瓶内气体升温膨胀而排出少许,再盖上瓶塞。不过,夜间温度降低,瓶内气压也随之降低。寒冬腊月,江苏兴化的室内毛巾可以结冰。若瓶内温度从摄氏91度降到零度,即364 K降到273 K,则压力降到3/4 个大气压:气体的容积一定时,压力与开氏温度成反比。如果考虑到水汽冷凝,压力就会更低。瓶口直径3.6 cm,内外气压差别产生的轴向载荷可达到 25 N

木塞是锥度较小的圆台体,因而瓶口对瓶塞局部区域的径向压力较大,会将软木内的水缓慢挤出,使其直径减小,进而在大气压力的作用下向内移动。最终可使整个木塞通过瓶口。一旦瓶口不能提供有效阻力,软木将加速运动,冲击瓶底。软木充分吸水后比重约为0.8,直径3.6 cm,长3.0 cm;在1/4 个大气压差作用下移动2.0 cm,可使木塞达到 6.5 m/s 的速度,相当于2.1 m 高的自由落体。其产生的冲击可以实际体验。

倘若瓶塞落入瓶中而瓶胆又完好无损,则需要设法取出;有时木塞与瓶口齐平,无处着手,不能拔出,也只得先将其推入瓶中再行取出。当然,等软木充分干燥、收缩之后,倾而出之,固然是上策。不过,故乡冬天总是阴冷,瓶内的软木难以干燥;家中人口众多而水瓶稀少,不容长期闲置。利用剪刀破坏瓶塞难度较高,也有损坏水瓶的危险,显然是下下之策。

可以采取的中策是:拿住一段棉线的两头,将其放入瓶中;而后将水瓶向下倾斜并缓慢转动,调整瓶塞位置,使其小头朝外且被棉线带住;拉住棉线将木塞拖到瓶口,而后缓慢增加拉力至水从木塞渗出,其后维持拉力恒定。用力不可过大,以免拉断棉线。通常总得用5分钟的时间才能将瓶塞拉出。欲速则不达,坚持就能胜利。这是伸手一试就能得到的教训。而后多是用一层布片包裹软木而继续使用。当然,布片的朽烂可能又一次触发瓶塞对瓶胆的冲击,乃至使瓶胆损坏。

软木塞和泥土都是固液两相体,载荷作用下的变形与液体渗流相关,并不是瞬间完成的。渗流通道细长而曲折,流速极度缓慢。大型建筑物的沉降即土体固结需要数月乃至数年才能稳定。就此而言,技术人员应向有关领导充分解释“过快的施工速度对工程质量所产生的不利影响”。



http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-745634.html

上一篇:茶余饭后,力学闲谈-开场白
下一篇:浊泾清渭何当分

20 刘全慧 史晓雷 李汝资 杨正瓴 周春雷 鲍海飞 文克玲 陈冬生 强涛 罗帆 马春旺 戴德昌 武夷山 陈希章 李小双 朱晓刚 zhangcz07 tuner sucd qingchuan2083

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (16 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2018-7-23 08:00

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007-2017 中国科学报社

返回顶部