-matthew-

因為上星期買了一支漂亮的銅壺，激發我的好奇心
心想，銅除了外觀美麗有質感之外，是不是有其他的優點？
因為高中化學老師教過我們－「銅」具有良好的導熱性質
所以就很無聊地把家裡可以加熱的不銹鋼壺拿來與銅壺作個比較實驗

我知道！你一定會覺得我很無聊
但是在這之中我還是學到了一點點小常識，分享給大家作個參考吧！

我先介紹一下我們的實驗對象

編號1：銅壺(上圖[左])
材質：銅
壺底：直徑11公分(壺身最寬處為直徑17公分)
壺高：10公分(不含壺蓋)
最大容積：2公升

編號2：不銹鋼笛音壺(上圖[中])
材質：不銹鋼
壺底：直徑18公分
壺高：13公分(不含壺蓋)
最大容積：2.5公升

編號3：不銹鋼手沖壺(上圖[右])
材質：不銹鋼
壺底：10.5公分
壺高：16公分(不含壺蓋)
最大容積：1.2公升

三支壺當中以不銹鋼手沖壺的容積最小
因此將實驗所使用的水量訂定為1.2升
在每支壺開始加熱之前用數位溫度計確定起始溫度為25.2°C~25.4°C
將調節火力大小的鈕固定在同樣的位置，把它視為每次實驗都是同樣火力大小
如下圖示

實驗結果如下：

編號1：銅壺由起始溫度到沸騰現象出現(整壺接近100°C)耗費－8：25
編號2：笛音壺由起始溫度到沸騰現象出現(整壺接近100°C)耗費－6：17
編號3：手沖壺由起始溫度到沸騰現象出現(上層接近92°C)耗費－9：57
同樣的水量、加熱到同樣的物理現象出現
笛音壺的加熱速度最快，銅壺居中，手沖壺最慢

以加熱效率來比較：笛 〉銅 〉手
以底面積來比較：笛 〉 銅 〉 手 (銅,手接近)
以壺高來比較：手 〉笛 〉 銅 (笛,銅接近)

在還沒進行實驗之前，我心裡猜測銅壺的加熱效率最好
因為站在材質的角度來看，應該是如此沒錯
但是實驗的結果是笛音壺的效率最高，不禁讓我好奇了起來

我想這之間是有原因的
就一般常識上來說，底面積愈大，受熱面積就愈大，效率愈高
笛音壺的底面積比銅壺大，這個部份笛音壺勝出
但是，令我非常納悶的是，怎麼會差距到2分多鐘呢？
即使是底面積因素，但銅壺有較高的導熱性應該能多少補償些效率回來才是
所以我猜測或許是因為笛音壺壺嘴是密閉的關係
因為三支壺當中，笛音壺的構造最密閉
為了要把蒸汽集中在笛音嘴產生聲音，笛音壺在壺蓋上沒有鑽任何孔
相較於另外兩支壺，不但壺嘴沒有封起來，在壺蓋都有鑽孔排發蒸汽
如此一來，熱度都會從這些孔洞跑掉，降底效率

我想在底面積與密合度這兩大優勢下，笛音壺會勝出是有原因的

另外討論一下手沖壺的部份
在實驗結果中發現手沖壺出現沸騰現象時並沒有整壺都是100°C
因為壺身太長的關係，很容易產生上冷下熱的現象
當手沖壺下層的水已經到達100°C，但上層的水卻還沒
所以水層對流造成沸騰現象
由於手沖壺底面積小又加上壺身長的構造
若要讓整壺水到達100°C，可猜想得出來要必須依賴對流效應，將上層水加熱
在這對流之間，時間、效率也都浪費掉了！

最後，做個小小的結論在未來要購買熱水壺作個參考

材質固然重要
但只要壺身構造矮胖，底面積夠大並且密合度高的熱水壺，即使是不銹鋼製
加熱效率還是很高，不但省錢更具備節省資源的觀念