“多喝热水”，一句多么万能的回答，无论是生病感冒，还是排解疲劳，“多喝热水”似乎都能成为灵丹妙药。
而承载这份灵丹妙药的保温杯，其实早在千年前的宋朝，便已初见雏形。
宋代的暖水瓶
让我们先来欣赏两幅名画：
赵孟頫《斗茶图》
刘松年《茗园赌市图》
不知大家注意到没有，两幅画中，人物手中都拿着一种圆肚、阔口、长嘴的提瓶。这种提瓶有一定的保温功能，里面的水可以较长时间保持高温。提瓶放在一种圆筐中，既便于提携，又能强化保温作用。
我们当代使用的普通保温瓶，主要材料是玻璃和水银，制作时的重要工序是水银涂镀，而水银涂镀技术在宋代已经发展地十分成熟了。
现代保温瓶，图片来源京东
具体来说，水银涂镀就是把汞（水银）金液态合金涂布于器物表面，再加热烘烤，水银挥发后，便得到了镀金器物。至于玻璃，其历史可以追溯到西周时期。不过，早期的玻璃制造工艺不够成熟，人们形容当时的玻璃“色甚光鲜，而质则轻脆”，并不能耐受高温。宋以后，人们开始在制作玻璃的配方中添加南鹏砂，改善了玻璃的质地，克服了玻璃脆弱易碎、不耐高温的弱点。有了这些先决条件，宋代的保温瓶技艺逐渐臻于成熟。
大名鼎鼎的杜瓦瓶
与宋代的保温瓶相比，现代的保温瓶保温能力更加强悍，这是因为它有双层玻璃，玻璃夹层中是真空的。这种真空保温瓶的前身，便是杜瓦瓶。
杜瓦瓶是苏格兰物理学家詹姆斯·杜瓦发明的。大约在1880年前后，杜瓦开始研究液氧，液氧温度非常低，在常温下会气化。
由于没有合适的储存容器，杜瓦常常眼睁睁地看着自己辛苦制备的液氧化为乌有，内心郁闷不已。为了长期存放液氧，杜瓦决心发明一种容器，一种超级隔热的容器，于是，杜瓦瓶应运而生。
图片来源见水印我们来还原一下杜瓦的思路：首先用双层容器来增强保温能力，但双层容器之间仍然存在热传导，于是杜瓦设法将夹层中的空气抽出。然而，热传导是没有了，但液体还在不停向外辐射热量，于是杜瓦又改用发射率低的不锈钢来制作容器。
至此，杜瓦瓶基本成型。后来，人们持续对杜瓦瓶进行改进，但主要是在材料上不断改进，其主体结构基本没变。现代金属保温杯和杜瓦瓶的基本原理是相同的，无外乎就是双层真空加抛光金属，更先进一些的，则在金属材料外部再加上几层传热能力差的材料，但作用有限，远不如真空层的隔热作用重要。
现代保温杯结构，图片来源京东
热能的传递
看到这儿不少读者会有疑惑，什么是热传导？热辐射又是什么？发射率低又是怎么回事？这就要从热能是如何散失说起。传热学（heat transfer）认为，热能从一个物体转移到另一个物体，一共有三大途径：热传导、热对流和热辐射。当我们用手触摸冰冷的金属表面，我们能感觉到冷，这是因为热能从温度较高的手，流向了温度较低的金属。这种固体与固体直接接触进行热量交换的方式，就是热传导。
加热食物也是热传导，图片来源哔哩哔哩
微风拂过，我们感觉到一阵凉爽。从传热学的角度来说，这是流动的空气通过热对流将热量从我们皮肤表面带走。
热对流，图片来源 sohu
烈日当空，人们被晒得汗流浃背，这就是太阳的热辐射。我们都知道，宇宙是真空环境，但是太阳依然能够通过热辐射将热量传递到地球，这是因为热辐射的最大特点就是不需要介质。而热传导和热对流，都需要介质的。
热辐射，图片来源 readmeok.com
一切的物体都会进行热辐射，但进行辐射的能力是不同的，而衡量这种能力的物理量就是发射率。使用发射率低的材料（比如金属），就能减少热辐射。知道了传热的三大途径，制作保温杯简直是信手拈来。你不是热传导嘛，那我抽真空，不让你传；热辐射？那就镀一层银，或直接就用金属材料，表面抛光就好了；至于热对流，把盖子盖好就完事了。天气越来越冷，端起手中的保温杯喝上一大口热水，是不是感觉暖和不少呢？
审核专家：朱广思，北京科普作协会员。
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