Innenleben einer Thermoskanne
Eine Möglichkeit, einen thermoseartigen Behälter zu bauen, besteht darin, ein Glas zu nehmen und es beispielsweise in eine Schaumisolierung einzuwickeln. Die Isolierung funktioniert nach zwei Prinzipien. Erstens ist der Kunststoff im Schaumstoff kein sehr guter Wärmeleiter. Zweitens ist die im Schaum eingeschlossene Luft ein noch schlechterer Wärmeleiter. Die Leitung wurde also reduziert. Da die Luft in winzige Blasen zerbrochen wird, wird durch die Schaumisolierung die Konvektion im Schaum weitgehend beseitigt. Die Wärmeübertragung durch den Schaum ist daher ziemlich gering.
Es stellt sich heraus, dass es einen noch besseren Isolator als Schaum gibt: ein Vakuum. Ein Vakuum ist ein Mangel an Atomen. Ein 0010010 "perfektes Vakuum 0010010 "; enthält null Atome. Es ist fast unmöglich, ein perfektes Vakuum zu erzeugen, aber Sie können sich nähern. Ohne Atome eliminieren Sie Leitung und Konvektion vollständig.
Was Sie in einer Thermoskanne finden, ist eine Glashülle, die ein Vakuum hält. In einer Thermoskanne befindet sich Glas, und um das Glas herum befindet sich ein Vakuum. Die Glashülle ist zerbrechlich und daher in einem Kunststoff- oder Metallgehäuse eingeschlossen. Bei vielen Thermosflaschen können Sie diese Glashülle tatsächlich abschrauben und entfernen.
Eine Thermoskanne geht dann noch einen Schritt weiter. Das Glas ist versilbert (wie ein Spiegel), um die Infrarotstrahlung zu reduzieren. Die Kombination von Vakuum und Versilberung reduziert die Wärmeübertragung durch Konvektion, Leitung und Strahlung erheblich.
Warum kühlen heiße Dinge in einer Thermoskanne jemals ab? In Abbildung 2 sehen Sie zwei Pfade für die Wärmeübertragung. Der große ist die Kappe. Das andere ist das Glas, das einen Leitungsweg am oberen Ende des Kolbens bereitstellt, wo sich die Innen- und Außenwände treffen. Obwohl die Wärmeübertragung über diese Pfade gering ist, ist sie nicht Null.
Weiß die Thermoskanne, ob die Flüssigkeit darin heiß oder kalt ist? Nein. Die Thermoskanne begrenzt lediglich die Wärmeübertragung durch die Wände der Thermoskanne. Dadurch kann die Flüssigkeit in der Thermoskanne ihre Temperatur über einen langen Zeitraum nahezu konstant halten (unabhängig davon, ob die Temperatur heiß oder kalt ist).
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