Hur fungerar vakuumisolering i en termos?
Hur fungerar en termos? Det vet du redan. Men hur fungerar det egentligen med vakuumisolering i en termos? Vakuumisolering i termos är ett av de bästa sätten att hålla ditt kaffe varmt under lång tid. På ytan verkar principen relativt enkel. Vakuumet är till för att förhindra att värmen kommer ut och kylan kommer in. Men det pågår en hel del fysik under locket.
Så, hur fungerar vakuumisolering? Den här artikeln tar en närmare titt på hur värmen rör sig, orsakerna till att kaffe blir kallt och vakuumisoleringens inre funktion.
Hur fungerar vakuumisolering i en termos? – En reseguide för värme
Det finns tre grundläggande sätt värme färdas på – ledning, konvektion och strålning. Här är en snabb översikt över alla tre principerna.
Ledning
Överledning sker när två föremål berörs. För att vara exakt rör sig värme från ett varmt föremål eller en vätska till en kall när de kommer i kontakt med varandra.
Konvektion
För att konvektion ska uppstå behöver de två objekten inte vara i direkt kontakt med varandra. Det är bäst att använda en värmefläkt som exempel för att beskriva hur detta fungerar. När fläkten blåser trycker den varma luften bort den kalla luften och stiger upp. Med andra ord är den varma luften högre upp i ditt rum och kall luft är närmare golvet. (1)
Om du använder en mikrovågsugn som drivs av varmluft kan du använda denna princip för att värma upp ditt kaffe.
Strålning
Eftersom deras atomer får extra energi från värme, avger varma föremål ljus innan de snabbt återgår till sitt vanliga tillstånd. Ibland kan man inte se ljuset, men kan ändå känna värmen. Detta kallas infraröd strålning. Du kan till exempel känna strålningen från en glödlampa. (2)
Riktigt hett kaffe kan avge värme från en kopp, men du bör inte känna att någon värme strömmar ut med en vakuumisolerad termos.
Hur fungerar vakuumisolering i en termos?
För att förstå hur en vakuumtermos fungerar är det bäst att ta en titt på dess komponenter. På utsidan har en termos ett skruvlock och ett ytterhölje av rostfritt stål eller plast. Det finns två lager glas eller rostfritt stål under höljet.
Vakuumet sitter mellan det första (yttre) glasskiktet som har en reflekterande beläggning och det andra (inre) lagret av glas eller rostfritt stål. Dessa lager är smälta upptill för att säkerställa en tät försegling. Dessutom finns det stöd i botten för att förhindra vickning. Det kan också finnas extra isolering mellan det yttre höljet och glasskikten för att skydda det inre glaset från skador om du skulle tappa termosen.
Det viktigaste du behöver förstå är att vakuumkolvar håller varma saker varma och kalla saker kalla.
I slutändan är varje designelement där för att förhindra någon form av värmeöverföring. För att vara exakt bör det inte finnas någon ledning på grund av vakuumet. Konvektion förhindras av det påskruvade locket på toppen, och den reflekterande beläggningen håller strålningen inne i de inre kamrarna.
Som framgår av citatet fungerar samma princip som en smäck om du vill hålla kaffet kallt. Den här gången förhindrar termoselementen värmen från att sippra in och håller kvar kylan i den inre vakuumkolven. (3)
För närvarande innehar Zojirushi Vacuum Bottle Co. Ltd. patentet för vakuumtermosen. Den designades dock ursprungligen och patenterades 1908 av Gustav Robert Paalen.
Varför är vakuumisolering viktigt för resemuggar?
Enkelt uttryckt är vakuumisolering viktigt eftersom det är det bästa sättet att hålla ditt kaffe varmt i flera timmar i sträck. Men varför blir kaffe kallt från första början?
Svaret ligger i skillnaden mellan temperaturen på ditt kaffe och rumstemperaturen. Den idealiska kaffebryggningstemperaturen är 90°C till 96°C. Faktum är att de bästa bryggningarna är väldigt nära 96°C. Temperaturen i ditt rum är dock vanligtvis runt 21°C. På grund av den stora skillnaden mellan de två rör sig värmen snabbt från bryggaren eller koppen in i rummet.
Men om du häller upp kaffet i en vakuumisolerad resemugg förhindrar du den snabba värmeöverföringen via konvektion, ledning eller strålning. På så sätt kommer ditt kaffe fortfarande ryka när du öppnar muggen efter några timmar. Är du osäker på vilken resemugg du ska välja? Se vårt val för den bästa kaffemuggen för resor här.
Slutord
Sättet som vakuumisolering fungerar på handlar om grundläggande fysik och smart design. Vissa vakuumisolerade muggar håller som sagt värmen bättre än andra. Av den anledningen är de bästa kaffetermosarna vanligtvis från märken som har veritabla meriter.
Vanliga frågor
Ja, värme kan överföras genom ett vakuum. Gör detta att vakuumisolerade muggar är mindre effektiva? Självklart inte. Så länge du väljer en välbyggd mugg behöver du inte oroa dig för att ditt kaffe ska bli kallt.
Vakuum absorberar värme och ökar dess temperatur. Snart uppnås termisk jämvikt och några av värmeatomerna avdunstar. Men kom ihåg att vakuummuggar har en inre reflekterande beläggning för att förhindra att värmen kommer i kontakt med vakuumet.
Vakuumisolering innebär att din termos har ett isolerande lager mellan de två inre delarna av rostfritt stål eller glas. Tillsammans håller dessa designelement ditt kaffe kallt eller varmt.
Referenser
- https://www.cnet.com/home/kitchen-and-household/what-is-a-convection-oven/ Retrieved from https://www.cnet.com/how-to/what-is-a-convection-oven
- Radiation Heat Transfer. (n.d.). Retrieved July 3, 2019, from https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/radiation-heat-transfer
- US4427123A – Stainless steel thermos bottle. (n.d.). Retrieved July 3, 2019, from https://patents.google.com/patent/US4427123A/en
