Раніше ніж розлити чай по склянках, досвідчена господиня, піклуючись про їх цілості, не забуває покласти в них ложки, особливо якщо вони срібні. Життєвий досвід виробив цілком правильний прийом. На чому він базується?
Усвідомимо собі перш, чому взагалі склянки тріскаються від гарячої води.
Причина - нерівномірне розширення скла. Гаряча вода, налита в склянку, прогріває його стінки не відразу: спочатку нагрівається внутрішній шар стінок, в той час як зовнішній не встигає ще нагрітися. Нагріте внутрішній шар негайно ж розширюється, зовнішній же поки залишається незмінним і відчуває, отже, сильний напір зсередини. Відбувається розрив - скло лопається.
Не думайте, що ви забезпечите себе від таких "сюрпризів", якщо обзаведетеся товстими склянками. Товсті склянки - як раз самі неміцні в цьому відношенні: вони лопаються частіше, ніж тонкі. Це і зрозуміло: тонка стінка прогрівається швидше, в неї швидше встановлюються рівномірна температура і однакове розширення, - не так, як у товстому, повільно прогрівається шарі скла.
Про одне тільки не треба забувати, вибираючи тонку скляну посуд: тонкими повинні бути не тільки бічні стінки, але і дно склянки. При наливанні гарячої води нагрівається головним чином дно; якщо воно товсто, стакан розтріснеться, як би тонкі були його стінки. Легко лопаються також стакани і фарфорові чашки з товстим кільцеподібним виступом внизу.
Чим скляну посудину тонше, тим впевненіше можна піддавати його нагрівання. Хіміки користуються дуже тонкими судинами і кип'ятять воду прямо на пальнику, не хвилюючись за цілість судини.
Звичайно, ідеальною посудом була б така, яка зовсім не розширювалася б при нагріванні. Надзвичайно мало розширюється кварц: в 15 - 20 разів менше, ніж скло. Товстий посудину з прозорого кварцу може бути як завгодно нагрітий - він не лопне. Можна сміливо кинути кварцовий посуд, нагріте до червоного розжарювання, в крижану воду, не побоюючись за його цілість [Кварцова посуд зручний для лабораторного вживання ще тим, що вона дуже тугоплавка: кварц розм'якшується тільки при 1700°]. Це пов'язано частково з тим, що теплопровідність у кварцу значно більше, ніж у скла.
Стакани лопаються не тільки при швидкому нагріванні, але і при різкому охолодженні. Причина - нерівномірне стиск: зовнішній шар, охолоджуючись, стягується і сильно здавлює внутрішній шар, який ще не встиг охолонути і стиснутися. Тому не слід, наприклад, банку з гарячим варенням виставляти на різкий холод, занурювати в холодну воду і т. п.
Повернемося, однак, до чайній ложечці в склянці. На чому ґрунтується її охороняє дію?
Різке розходження в нагріванні внутрішнього і зовнішнього шару стінок буває лише тоді, коли в склянку відразу наливається дуже гаряча вода; вода тепла не викликає різкої різниці в нагріванні, отже, і в натягу різних частин скла. Від теплої води посуд не лопається. Що ж відбувається, якщо в склянку покладена ложечка? Потрапивши на дно, гаряча рідина, перш ніж нагрівати скло (яке погано проводить тепло), встигає віддати частину своєї теплоти хорошого провідника - металу; температура рідини знижується; з гарячою вона робиться теплою і тому майже нешкідливою. Подальше ж прилив гарячого чаю не настільки вже небезпечно для склянки, так як він встиг трохи прогрітися.
Словом, металева ложка в стакані (особливо якщо вона масивна) згладжує нерівномірність нагрівання склянки і тим запобігає розтріскування скла.
Але чому краще, якщо срібна ложка? Тому що срібло - хороший провідник тепла; срібна ложка швидше забирає теплоту від води, ніж мідна. Згадайте, як срібна ложка в стакані з гарячим чаєм обпікає руку! За цією ознакою ви навіть можете безпомилково визначати матеріал ложки: мідна ложка пальців не обпікає.
Нерівномірне розширення скляних стінок ставить під загрозу цілісність не тільки чайних склянок, але і відповідальних частин парового котла - його водомірних трубок, по яких визначається висота води в котлі. Внутрішні шари цих скляних трубок, що нагріваються гарячою парою та водою, розширюються більше зовнішніх. До натягнення, порождаемому цією причиною, додається ще сильний тиск пари і води в трубці, чого вона легко може лопнути. Щоб запобігти цьому, виготовляють іноді водомірні трубки з двох шарів скла різних сортів: внутрішній шар має менший коефіцієнт розширення, ніж зовнішній.
