Как работает термос
Почему чай в термосе остаётся горячим, а лёд — холодным: вакуум, зеркальные стенки и пробка
Термос — это сосуд с двойными стенками, между которыми откачан воздух. В вакууме теплу не через что проходить: нет ни теплопроводности, ни конвекции. Зеркальное покрытие стенок отражает тепловое излучение. Основная утечка тепла остаётся через горлышко и пробку. Термос одинаково хорошо держит и горячее, и холодное: он просто не пропускает тепло ни в одну сторону.
Как тепло уходит из чашки
Горячий чай остывает тремя путями:
- теплопроводность — тепло передаётся через стенки сосуда и всё, что к нему прикасается;
- конвекция — нагретый воздух поднимается и уносит тепло, на его место приходит холодный;
- излучение — любое тёплое тело испускает инфракрасные лучи.
Термос перекрывает все три пути.
Двойные стенки и вакуум
Термос — это два сосуда, вставленных один в другой и соединённых только по горлышку. Воздух из зазора между ними откачан. В вакууме нет молекул, которые могли бы передавать тепло, поэтому теплопроводность и конвекция через зазор почти исчезают[1].
Зеркальные стенки
Остаётся излучение — оно проходит и через вакуум (так до нас доходит тепло Солнца). Поэтому стенки, обращённые друг к другу, делают зеркальными: стеклянные колбы серебрили, а у стальных термосов полированный металл сам хорошо отражает инфракрасные лучи. Излучение отражается обратно, не уходя наружу.
Слабое место — горлышко
Через горлышко стенки соединяются, и вакуума там нет. Поэтому основная утечка тепла — через горлышко и пробку. Отсюда практичные выводы:
- Перед тем как налить чай, прогрейте термос кипятком пару минут: тогда тепло не уйдёт на нагрев самой колбы.
- Наливайте до горлышка: меньше воздуха — меньше остывания.
- Открывайте как можно реже: каждый раз уходит тёплый воздух и пар.
Кто изобрёл термос
Сосуд с вакуумными стенками придумал шотландский учёный Джеймс Дьюар в 1892 году — во время опытов по изучению теплоёмкости палладия. Дьюар не стал патентовать изобретение.
В 1904 году немецкие стеклодувы Райнхольд Бургер и Альберт Ашенбреннер сделали из лабораторного сосуда прочный бытовой предмет. Имя Thermos — от греческого thérme, «тепло», — выбрали на региональном конкурсе названий. А в 1907 году в США появилась The American Thermos Bottle Company[2]. Дьюар потом судился за права и проиграл[1].
Thermos — торговая марка, но в США суд ещё в 1963 году признал слово «thermos» с маленькой буквы общеупотребительным. В русском «термос» давно стал обычным словом для любого такого сосуда. А в лабораториях его родственник по-прежнему называется сосуд Дьюара — в таких хранят, например, жидкий азот.
Стекло или сталь
Классические термосы делали со стеклянной колбой — стекло хорошо держит вакуум, но бьётся. Современные чаще стальные: они не боятся ударов.
Частые вопросы
Почему термос держит и горячее, и холодное?
Он не греет и не охлаждает, а просто почти не пропускает тепло. Горячему чаю некуда отдать тепло, а холодному лимонаду — неоткуда его получить.
Почему чай в термосе всё-таки остывает?
Главная утечка тепла — горлышко и пробка: там нет вакуума. Чем чаще открываете термос и чем меньше в нём жидкости, тем быстрее остывает.
Термос — это название бренда?
Изначально да: Thermos — торговая марка немецкой компании 1904 года. В США суд в 1963 году признал слово «thermos» общеупотребительным, а в русском оно давно стало обычным словом.
Источники
- Vacuum flask, Wikipedia. en.wikipedia.org
- Our story, THERMOS (официальный сайт бренда в Европе). thermos.eu
Обсуждение
Комментариев пока нет — начните обсуждение первым.
Чтобы написать комментарий или ответить, войдите на сайт: