魔法瓶または魔法瓶は、超断熱水差しに少し似ています。一般的な魔法瓶には、内側にガラス製のチャンバーがあり、外側にプラスチック製のチャンバーがあります。内層と外層の間には真空があります。耐久性を高めるために、外側の素材をステンレス鋼などの金属で作ることもできます。
「原則として、男はばかだ、涼しいときは熱くしたい、暑いときは涼しくしたい」！学生時代、この名言がカレンダーに載っていたのをかすかに覚えています。人間はかなり逆張り的であることに同意しませんか?冬が来ると、私たちは暖かさを切望し、自分自身を暖かく保つためにできることは何でもします.そして、夏が来ると、エアコンに目を向けて暑さから身を守ります。冬と同じ暑さです!
t ヘルモスフラスコ は、逆張りのニーズから私たちを救うそのような発明の 1 つです。これは正確には私たちを維持することではありません 温かい/冷たいですが、コーヒー、紅茶、牛乳などの私たちが愛する飲み物にも当てはまります。
デュワー フラスコとも呼ばれる魔法瓶 お茶やコーヒーなどの熱い液体は熱く、氷や冷水などの冷たいものは長時間冷たく保たれる特別な種類のボトルです。 真空フラスコなど、他の名前でもよく知られています。 または単に魔法瓶です。
(画像クレジット:Flickr)
デュワー フラスコの物議を醸す歴史
魔法瓶は、もともとスコットランドの化学者 ジェームズ デュワー卿 によって発明されました。 1892 年。真空フラスコの発明の背後にある話は興味をそそられ、少し残念です。
1890 年代初頭、デュワーは工業量の液体酸素を製造できる機械を製造しました。しかし、当時は液体の熱を逃がさずに保存する有効な方法がありませんでした。通常の液体はボトルに保管されますが、ボトルは特に保温性に優れていません。この挑戦に興味をそそられたデュワーは、ボトルをボトルの中に入れるという基本的なアイデアを思いつきました。そして、ボトルの内部は、外界の何にも触れないように設計しました。この配置により、伝導による熱伝達プロセスが停止するか、少なくとも遅くなります。 2 つのボトルの間に真空を作成すると、対流による熱の流れが妨げられ、ボトルの内部に反射材を適用すると、放射による熱の逃散が妨げられます。基本的に、既知の 3 つの方法すべてで熱が逃げるのを止めることは、熱い液体が熱いままであることを意味します。デュワー瓶はそのアイデアから生まれ、液体酸素を望ましい熱状態で貯蔵する目的を果たしました。
残念ながら、ぼんやりした教授 (デュワー) は、彼の発明の特許を取得するという考えを考慮しませんでした!残酷な運命のねじれで、デュワー瓶は魔法瓶になりました . Reinhold Burger は、デュワー フラスコが 10 億ドルのアイデアであると疑っていたので、会社、Thermos (したがって「Thermos」と呼ばれる) を設立し、商業用のデュワー フラスコのデザインの特許を取得しました。デュワーは後に魔法瓶を訴えようとしましたが、法廷で敗れ、デュワー瓶は一般に「魔法瓶」になりました。
サーモス フラスコの構造と機能
魔法瓶または魔法瓶は、超断熱水差しに少し似ています。一般的な魔法瓶には、内側にガラス製のチャンバーがあり、外側にプラスチック製のチャンバーがあります。外側の素材は、フラスコの耐久性を高めるために、ステンレス鋼などの金属で作ることもできます。内層と外層の間には真空があります。内側のガラスケースは通常、反射金属層で裏打ちされています。最後に、フラスコの上部にきついねじ込み式のストッパーがあります。これらの基本的な機能とその配置により、伝導、対流、または放射によるすべての熱伝達が実質的に排除されます。
魔法瓶の内部構造
熱伝達の 3 つのモード
伝導 、対流 、および放射線 熱が伝播する 3 つのモードです。
伝導
熱いものに触れると、熱が直接身体に流れ込みます。接触または物理的な接触は、伝導による熱の流れの主要な基盤です .
対流
一方、対流による熱の流れは、明示的な接触や接触なしで発生する可能性があります。対流を理解するために、ファン ヒーターの例を考えてみましょう。ファンヒーターのスイッチを入れると、グリルから温風が部屋に吹き込みます。この熱い空気は冷たい空気より軽い (または密度が低い) ため、上昇します。ファンが熱い空気を吹き続けると、上に上がり始め、冷たい空気を邪魔にならないように押し出し始めます。すぐに、このプロセスはサイクルに似たものになります。これは、目に見えない暖気、上昇気流、冷気のベルトコンベアが徐々に部屋を暖め、暖気と置き換わるようなものになります。移動する液体 (または気体) を使用した熱の伝播は、対流と呼ばれます .
放射線
放射による熱放散は、伝導や対流とは多少異なります。物体が非常に熱くなると、光を放出します。少し奇妙に聞こえますか？心配しないでください。これをよりよく理解するためにキャンプファイヤーを考えてみてください。キャンプファイヤーの場では、木材の燃焼（加熱）だけでなく、光も体験できます。キャンプファイヤーは通常、黄色、オレンジ色、さらには赤く光ります。これは、高温のオブジェクト内の原子が「励起」されるために発生します。この「興奮」状態は、「熱」エネルギーが殺到しているため、不安定であり、いくらかのエネルギーを放出する必要があることを意味します。加熱されたときに原子が持つ過剰なエネルギーを寄付することは、原子を励起状態から「通常の」状態に戻す良い方法です。これらの原子は、光の形でエネルギーを放出します。この熱の損失または光への変換は、放射と呼ばれます .
3 種類の熱伝達。
Thermos Flask はどのように容器からの熱漏れを防いでいるのですか?
伝導、対流、放射について理解したところで、魔法瓶の作業に戻りましょう。現在、魔法瓶の主な目的は、フラスコへの熱の流れとフラスコからの熱の流れを防ぐことです。フラスコの内室はガラスでできており、熱伝導率が悪い。したがって、熱は伝導によって流れません。ボトルの内壁と外壁の間に真空があるため、対流による熱の流れが冗長になります。最後に、壁を銀メッキすることで、熱が放射によって失われないようにします。その結果、魔法瓶に保持された液体は、その熱レベルを維持し続けます。
これは、朝に魔法瓶に注いだコーヒーが、午後に飲むとまだ熱い/暖かいことを意味します.同様に、夜遅くに魔法瓶に入れた冷たいソーダは、朝に割って開けても冷たくなっています。
