有趣的是，您有沒有遇到過熱水倒進玻璃杯子裏時杯子破裂的情況？這種玻璃温差破裂的現象被稱為“熱裂”。當熱水注入玻璃杯時，注入部分熱膨脹，而未直接受熱的部分需要時間傳遞温度，因此產生了部分膨脹和温度升高之間的張力，最終導致杯子破裂。這種拉伸力稱為“熱應力”。能否發生熱裂取決於產生的熱應力與玻璃能夠承受的允許熱應力之間的關係。如果允許的熱應力高於產生的熱應力，則不會產生熱裂。
熱裂現象：玻璃杯倒熱水為何會裂開？
你有沒有試過將熱水倒入玻璃杯中，結果杯子裂開了？這就是所謂的“熱裂”現象。當熱水注入杯中時，與熱水直接接觸的部分玻璃會急速加熱並膨脹，而沒有直接受到熱水影響的其他部分則需要較長的時間來傳遞熱量，因此這些部分膨脹得較慢。這種不均勻的膨脹會在杯子內部產生巨大的拉力，最終導致杯子裂開。這類拉伸應力被稱為“熱應力”。
- 是否會發生熱裂紋，取決於所產生的熱應力是否超過了玻璃能夠承受的熱應力上限。
- 例如，車窗玻璃在陽光照射下會逐漸加熱和膨脹，而周圍嵌入窗框中的部分則不會加熱得那麼快，從而導致玻璃在邊緣區域產生裂縫，並且裂縫會隨著時間擴大。
提高鋼化玻璃品質
使用高質量的平板玻璃作為製作鋼化玻璃的原片可以顯著降低鋼化玻璃的自爆概率。減少鋼化玻璃板的尺寸和厚度也可以降低自爆率。然而，實際情況是，我們對一些知名品牌的普通玻璃杯和無鉛水晶玻璃杯進行了實驗，將它們冷凍一個小時，然後倒入沸水，但這些杯子並沒有破裂。我們推測，這可能是由於玻璃的配方或工藝得到了提升。回想起小時候，給玻璃杯倒熱水時很容易會導致杯子爆炸，但現在這種情況已經很少見了。當然，這只是我們的猜測，並不代表官方立場。
玻璃的破裂通常是因為材料本身的特性限制了其承受過大的瞬間温差，或者是因為產品質量不合格，杯子內部存在應力，使得它對外界温度的刺激更加敏感。鋼化玻璃是在普通玻璃的基礎上進行了強化處理，以提高其抗衝擊性，但即使是鋼化玻璃，自爆的可能性也較高，因為其內部的應力較大。因此，我強烈建議避免使用鋼化玻璃杯作為日常飲食器皿。
相比之下，高硼硅玻璃杯通常可以承受150攝氏度的瞬間温差變化，因此在日常使用中是安全的。即使高硼硅玻璃杯承受了超過其承受能力的瞬間温差，通常也不會破碎，而是會出現裂縫。總之，選擇質量合格的水杯可以大大降低使用風險。
「玻璃温差破裂」的影響和控制方法
當玻璃物體暴露於温差時，有時候會因熱脹冷縮而破裂，這種現象我們稱之為「玻璃温差破裂」。玻璃温差破裂是一個常見的現象，也是一個讓人困惑的問題。
在日常生活中，我們經常看到這樣的情況發生。例如，當你將一塊熱玻璃放在冷水中時，你可能會聽到一聲脆響，並看到玻璃破裂的碎片散落一地。這是因為玻璃的內部受到了温度的急劇變化，而無法忍受這樣的壓力，最終破裂。
為了更好地理解「玻璃温差破裂」，我們需要瞭解玻璃的特性。玻璃是一種非晶質材料，具有非常高的硬度和脆性。由於其結構的特殊性質，當玻璃受到外部應力作用時，它無法像其他材料一樣彈性地變形，而是會迅速破裂。
温差對於玻璃破裂的影響主要是由於玻璃的熱脹冷縮性質導致的。當玻璃物體暴露於高温或低温環境時，玻璃會隨之膨脹或收縮。然而，當温度變化過快或温差過大時，玻璃無法快速適應，從而導致內部應力的不平衡，最終導致破裂。
為了避免玻璃温差破裂的發生，我們可以採取一些措施。首先，我們可以選擇使用耐高温的特殊玻璃，例如為了避免破裂，許多炊具和燈具都使用耐高温玻璃製成。此外，在使用玻璃產品時，我們應該盡量避免突然冷卻或加熱，應該注意温度的平穩變化，以減少温差對玻璃造成的影響。
總而言之，「玻璃温差破裂」是一個常見的現象，我們需要認識其中的原因和影響。通過選用耐高温玻璃和適當使用玻璃產品，我們可以減少温差對玻璃的損壞，延長使用壽命。
延伸閲讀…
普通玻璃在什麼情況下會炸裂？
熱水倒進玻璃杯