溫控餐具

日常生活中，剛盛出的稀飯、熱湯，往往需要等待較長時間，才能涼下來。這時，我們希望這些熱飯快些涼下來，但是又不能太涼，而是維持一段適宜的食用溫度。基于這種想法，我決定研究并設(shè)計溫控餐具。

設(shè)計原理

在夾層碗的夾層中添加相變材料，可使碗內(nèi)的湯汁狀食物快速降溫并維持一段時間的適宜溫度。

相變材料的定義及用途

相變材料是指隨溫度變化而改變形態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。相變材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為相變過程，在此過程中相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。

水是最常見的相變材料，當溫度低于0℃時，水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)(結(jié)冰，放熱)。當溫度高于0℃時水由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)(溶解，吸熱)。在結(jié)冰過程中吸入并儲存了大量的冷能量，而在融化過程中吸收大量的熱能量。冰的數(shù)量(體積)越大，融化過程需要的時間越長。相變材料實際上可作為能量存儲器，這種特性在節(jié)能、溫度控制等領(lǐng)域用途廣泛。

制作方法

首先用鉆床在夾層碗的底部，鉆出直徑2.5厘米的小孔，將配制的相變材料加熱融化，用滴管將其裝于不銹鋼碗的夾層中，再拿提前用車床制作的塑料封堵將小孔堵上，并用膠粘劑粘結(jié)封口。

我在一個不銹鋼碗的夾層里加入硫酸鈉水合鹽作為相變材料，這種物質(zhì)的熔點是32℃，由固體變?yōu)橐后w時吸熱，由液體變?yōu)楣腆w時放熱，所以在一定時間內(nèi)，它能把碗中物體溫度恒定在32℃左右。這樣一來，通過在夾層碗中加入相變材料制成了溫控碗。

控溫效果測定

我找來一個沒有添加相變材料的夾層不銹鋼碗，與溫控餐具同時注入97℃的熱水。用溫度計測定碗內(nèi)水溫，進行了控溫效果實驗，測量結(jié)果如下：

研究小結(jié)

通過實驗，我發(fā)現(xiàn)溫控碗在7分鐘時間內(nèi)比普通不銹鋼碗降溫速度快，7分鐘時碗內(nèi)熱水溫度已降至52℃，這種溫度的水適合人飲用；而普通不銹鋼碗內(nèi)熱水為73℃，使人難以飲用。溫控碗的降溫優(yōu)勢明顯，且在7分鐘后溫控碗的降溫速度變緩，在十幾分鐘內(nèi)有一定的恒溫作用。