21.04.2020

Как работает термос?

Люди бывают довольно противоречивыми. Когда нам холодно, мы хотим тепла, когда нам жарко, мы хотим прохлады.

А всё потому, что мы теплокровные создания и нам необходимо поддерживать температуру нашего тела более или 

менее постоянной, в пределах 36,6°C. Термосы в этом отношении немного похожи на людей: им нравится поддерживать 

при постоянной температуре содержимое внутри. Если вы наливаете в них горячие напитки, они сохраняют их горячими, 

если вы наливаете в них холодные напитки, они сохраняют их прохладными.


Термосы просты и эффективны — но как именно они работают?

Начнём с тепла.Тепло — это энергия, которая движется вокруг нашего мира тремя различными способами, через проводимостьконвекцию и излучение.


ПРОВОДИМОСТЬ

Если вы касаетесь чего-то горячего, тепло передаётся прямо в ваше тело из-за прямой связи между вами и горячим объектом. Таким образом проводимость тепла (теплопроводность) происходит только тогда, когда вещи соприкасаются.

КОНВЕКЦИЯ

Конвекция может происходить и без необходимости прямого контакта. Если вы включаете обогреватель с вентилятором, он выдувает горячий воздух в вашу комнату. Горячий воздух менее плотный, а значит легче, чем холодный, поэтому он поднимается вверх. Поднимаясь вверх от обогревателя горячий воздух вытесняет более холодный воздух со своего пути. Таким образом, холодный воздух под потолком вашей комнаты перемещается обратно к полу. Довольно скоро появляется своего рода невидимая конвейерная лента нагревания, которая постепенно нагревает всю комнату. Когда тепло движется таким образом из одного места в другое, мы называем это конвекцией. Нагрев супа в кастрюле — это еще один способ использования конвекции.

ИЗЛУЧЕНИЕ

Излучение немного отличается от проводимости и конвекции. Когда предметы горячие, они испускают тепловое (инфракрасное) излучение, которые мы не видим, но ощущаем его как тепло. Вы можете чувствовать излучение от горячих объектов, даже если вы не касаетесь их, то есть без проводимости и без конвекции.

Предположим, что вы только что приготовили горячий кофе. Вы знаете, что его надо выпить как можно быстрее, до того, как он остынет. Почему кофе остывает?

Кипящая вода имеет температуру 100°C, в то время как комнатная температура, скорее всего будет 15-20°C, в зависимости от погоды, отопления и прочих условий. Поскольку вода в напитке намного горячее, чем в комнате, тепло быстро передаётся из чашки в окружающую среду. Таким образом некоторое количество тепла будет потеряно из-за проводимости: поскольку чашка стоит на столе, тепло будет передаваться столу. Воздух непосредственно над чашкой кофе и вокруг неё будет согрет им и начнет двигаться, так что часть тепла будет потеряна конвекцией. И некоторое количество тепла также будет потеряно излучением.

Вместе проводимость, конвекция и излучение превратят горячий кофе в нечто холодное и невкусное менее чем за час.

Если вы хотите, чтобы ваш кофе оставался горячим, вам нужно остановить проводимость, конвекцию и излучение.

И вы можете сделать это, поместив свой кофе в термос.


Термос немного похож на суперизолированный кувшин.Большинство термосов имеют внутреннюю стенку и внешнюю стенку (пластиковый или металлический корпус), разделенные между собой вакуумом, который останавливает потерю тепла


На внешний слой внутренней стенки дополнительно наносится отражающий слой металла. Кроме этого, наверху есть плотно завинчивающаяся пробка. Эти простые характеристики фактически предотвращают передачу тепла через проводимость, конвекцию и излучение. Когда тепло пытается покинуть горячую жидкость, вакуум предотвращает проводимость, плотная пробка предотвращает попадание или выход воздуха из колбы, а инфракрасное излучение отражается от металлического слоя внутренней колбы обратно. Из термоса практически невозможно вывести тепло и горячий напиток, хранящийся внутри, будет оставаться горячим в течение нескольких часов. 


Термосы также работают и для холодных напитков. Если тепло не может выйти из термоса, то из этого следует, что тепло также не может проникнуть в колбу снаружи.


Поэтому не имеет значения любите ли вы кофе обжигающе горячим или предпочитаете холодные напитки, термосы, на сегодняшний день, — это, бесспорно, лучший способ сохранить ваши напитки именно такими, какими вы их любите.

 

Каталог продукции 





___________


Статья основана на материале: www.explainthatstuff.com/vacuumflasks.html