Наверное каждого из нас постигала участь, когда стакан, в который мы налили горячую воду, растрескивается, а иногда даже разлетается на осколки. Ситуация эта довольно опасная, так как кипяток может вызвать сильные ожоги.
Между тем, вся химическая посуда до сих пор изготавливается именно из стекла.
Если вы хоть примерно помните, какие опыты и в каком виде проводятся на уроках химии, то наверняка вновь удивитесь. Химические стаканы разогревают на электрических плитках или спиртовках, а также мешают в них горячие реактивы.
Стекло выбирается для химической посуды не случайно. Ведь именно стекло минимальным образом загрязняет исследуемый образец внутри стакана внешними примесями, а если загрязнение и происходит, то химик уже знает какие именно элементы проба "втянула" из стакана. А ещё стекло плохо проводит тепло в виду своей аморфной структуры. Но в данном разрезе для нас это минус.
Так почему же же химическая посуда тогда не трескается так интенсивно? Посмотрите на химический стакан и на стакан самый обычный или на графин. Она отличается не только качество стекла, но и толщиной стенок.
Теперь, если вы пронаблюдаете все свои опыты, которые невольно происходили в жизни, вы обратите внимание, что больше всего подвержена растрескиванию именно толстостенная посуда. Всё дело в том, что посуда растрескивается не из-за того, что резко нагревается (правда и это может сказаться, но реже), а из-за того, что имеется значительный перепад температуры. С одной стороны стенки +100 градусов,а с другой стороны стенки всего +25 градусов. Если посуда тонкостенная, то стенка прогревается моментально и разница температур не будет столь губительной. Если же стекло толстое, то стенка успевает раньше потрескаться, чем приобрести нужную температуру.
Вот и получается, что чем тоньше стенка, тем меньше будет трескаться посуда.
А вообще, по-научному всё это называется температурный градиент. В толстостенной посуде этот градиент имеет больший модуль, чем в тонкостенной. От того и перепад значительно сильнее.
Если упростить наблюдаемую картину, то в одном случае, когда стакан тонкий, перепад у нас составит 100 градусов - 25 градусов и будет он воздействовать милисекунду, а в другом (когда стакан толстый) перепад составит те же самые 75 градусов, но воздействовать он будет в течение, скажем, 50 секунд. Получаем тепловой удар. А удары - это самая опасная нагрузка, как в механике, так и в теплофизике. Эффект эквивалентен обливанию горячего стакана ледяной водой.
Соответственно, ответ простой - чем тоньше стенка, тем быстрее она прогревается и тем меньше в ней температурный перепад, а значит и трескается она реже.