如何防止玻璃开裂了解了以上原理 ， 我们可以从以下几个方面来防止玻璃开裂 。玻璃开裂的原因正如题主所说 ， 玻璃开裂的原因在于热水的倒入 。//www . toutiao . com/I 6660059520879821325/爆炸玻璃-热水倒入冷玻璃的热力学分析 。
往玻璃杯里倒热水时 ， 为什么有时玻璃杯会破裂？
【玻璃杯为什么会裂,往玻璃杯里倒热水时】
玻璃杯的破裂 ， 是热应力在捣鬼 。常温或低温的玻璃杯 ， 再收到内部热水的加温后 ， 杯壁内热外冷 ， 从而容易出现裂纹 。下面我就稍微详细介绍下1这个裂纹究竟是如何形成的 ， 2它的位置又出现在何处 ， 3如何防范玻璃杯的破裂 。1玻璃杯裂纹的成因正如题主所说 ， 玻璃杯发生破裂的原因就在于热水的倒入 。物体的热胀冷缩是一个较为普遍的规律 ， 玻璃也不例外 。
不同的材料 ， 热胀冷缩的效果也是不一样的 ， 通常用热膨胀系数来表示 ， 常见材料的热膨胀系数如下图 。热膨胀系数的物理含义是材料在温度升高1k的时候 ， 其伸长量的一个衡量 。这个值越大 ， 表明这种材料越容易受温度影响 。上图中可以看到 ， 普通玻璃热膨胀系数是7.1e-6 /k左右 。相对于一些钢铜等金属来讲 ， 玻璃已经是比较难以发生热胀冷缩的材料了 。
2裂纹出现的位置实际上 ， 学过初高中物理的同学们都知道物体会热胀冷缩 ， 也知道冷玻璃在倒入热水后容易发生爆裂 。但是 ， 如果没有系统学过力学 ， 应该是不清楚这其中的机理的 。热胀冷缩只是一个笼统的原因 ， 在这个笼统的原因下 ， 玻璃杯究竟如何膨胀起来 ， 又究竟为何会出现裂纹 ， 裂纹出现在什么位置？只有学过了材料力学才有可能解答 。
玻璃杯的炸裂 ， 永远都是发生在倒水的那一瞬间 。热水倒入冷杯后 ， 玻璃杯的内侧由于热水的加热而温度升高 ， 但是外侧还未来得及升温 。于是就导致了上图所示的温度分布状态 。红色代表高温 ， 蓝色代表低温 。从温度分布来看 ， 无论是环向还是纵向 ， 其分布都是均匀的 。但是在玻璃杯的厚度方向 ， 温度分布不均匀 ， 存在着温度梯度 。正是这个厚度方向的不均匀 ， 才导致玻璃杯的炸裂 。
我们分别看一下环向和纵向热胀冷缩后的样子 ， 如上图 。环向会整体放大一圈 ， 纵向内侧会升高 。由于玻璃杯口是自由的一种状态 ， 内侧可以自由伸缩 ， 所以在纵向很难产生裂纹 。但是在环向 ， 内侧温度高想要膨胀 ， 而外侧温度不变不想膨胀 。于是内侧强迫膨胀变大 ， 推动着外侧也有所变大 。但是 ， 内测始终受外侧的约束 ， 处于压缩的应力状态 ， 而外侧则由于内侧的挤压反而是拉伸的应力状态 。
世界上 ， 绝大多数材料都是耐压不耐拉 ， 而且拉压性能差别还非常大 。比如有机玻璃抗拉强度 5577Mpa 抗压强度 130Mpa 。正是由于这种拉压不等的性能 ， 外侧的玻璃首先被拉裂了 。3如何防范玻璃杯的破裂知道了上述原理 ， 我们可以从以下几个方面来预防玻璃杯的炸裂1选用更高品质的玻璃 。即选用热膨胀系数更小的玻璃材料 ， 从而使得温度的影响尽可能地降低 。
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