Термос как сосуд для хранения тепла¶
Термос — сосуд с теплоизолирующей оболочкой, предназначенный для длительного сохранения температуры содержимого: горячих напитков и пищи либо, напротив, холодных продуктов. Работа основана на принципе сосуда Дьюара — колбы с двойными стенками, из пространства между которыми откачан воздух. Отсутствие воздуха практически исключает теплопроводность и конвекцию, а зеркальное покрытие стенок снижает потери на излучение.
¶История
Прототип современного термоса создал в 1892 году шотландский физик и химик Джеймс Дьюар для хранения сжиженных газов в лабораторных условиях. Сосуд его конструкции не имел коммерческого назначения и не патентовался как бытовой прибор.
В 1904 году немецкий стеклодув Рейнхольд Бургер, работавший с Дьюаром, предложил использовать такую колбу для бытовых нужд — хранения напитков. Он получил патент и вместе с сыном основал компанию Thermos GmbH. Название «термос» (от греческого thermos — «тёплый») стало нарицательным и вошло во многие языки как обозначение класса изделий, а не конкретного бренда.
В России термосы получили распространение в начале XX века; массовое производство металлических термосов было налажено в советский период. Отдельную нишу заняли армейские и туристические модели, а также термосы для строителей и геологов, работающих в полевых условиях.
¶Устройство
Классический термос состоит из нескольких элементов:
- Внутренняя колба — стеклянная или металлическая, с двойными стенками и вакуумом между ними.
- Зеркальное покрытие — тонкий слой серебра или алюминия, отражающий тепловое излучение.
- Корпус — защитная оболочка из пластика, металла или нержавеющей стали.
- Пробка (крышка) — герметично закрывает горловину, часто совмещена с чашкой.
- Амортизаторы — пружины или прокладки, удерживающие колбу внутри корпуса.
Принцип работы: тепло от содержимого не может уйти через вакуум (нет среды для теплопроводности и конвекции), а зеркальный слой возвращает излучение обратно внутрь. Остаточные потери происходят главным образом через горловину и пробку.
¶Виды и классификация
Термосы различают по нескольким признакам.
| Признак | Варианты |
|---|---|
| Материал колбы | стеклянная, металлическая (нержавеющая сталь) |
| Назначение | для напитков, для пищи (термос-контейнер), универсальные |
| Объём | от 0,3 до 5 литров и более |
| Форма | цилиндрическая, кувшинная, с широким горлом |
| Способ подачи | с краном, с насосом, с обычной пробкой |
Стеклянные колбы лучше держат температуру, но хрупки. Металлические (стальные) прочнее, однако несколько уступают стеклу по теплоизоляции из-за большей теплопроводности материала стенок.
¶Характеристики
Ключевой показатель — время сохранения температуры. Бытовой термос объёмом 1 литр обычно удерживает горячую воду горячей (выше 70 °C) в течение 6–12 часов, а через сутки температура падает до 40–50 °C. Термосы с узким горлом держат тепло дольше, чем модели с широким.
Дополнительные параметры:
- Герметичность — устойчивость к протеканию при наклоне.
- Ударопрочность — способность выдерживать падения.
- Масса — стальные модели тяжелее стеклянных.
- Простота ухода — возможность мыть колбу и пробку.
¶Применение
Термосы используются в быту, туризме, на транспорте, в медицине и на производстве. Их берут в поездки, на пикники, рыбалку, в экспедиции. В медицине применяются для транспортировки проб и образцов, требующих определённого температурного режима. Промышленные термосы-контейнеры служат для перевозки горячих и охлаждённых пищевых продуктов в столовых и на предприятиях.
Отдельная сфера — криогенная техника, где сосуды Дьюара хранят жидкий азот, кислород и другие сжиженные газы. Здесь термос является не бытовым прибором, а лабораторным оборудованием.
¶Уход и эксплуатация
Рекомендуется промывать колбу тёплой водой с мягким моющим средством, не используя абразивы. Стеклянную колбу нельзя подвергать резким перепадам температур — от кипятка она может треснуть. Перед заливкой кипятка термос полезно прогреть горячей водой, а перед закладкой холодного — охладить. Пробку и уплотнители следует периодически менять, так как износ снижает герметичность.
¶Интересные факты
- Название «термос» в ряде стран стало родовым термином, и компания Thermos долго судилась за права на него, но в итоге слово перешло в категорию общеупотребительных.
- Сосуд Дьюара, от которого произошёл термос, применяется в физике до сих пор — в частности, для хранения сжиженных газов.
- Существуют термосы с двойным вакуумным слоем и с дополнительной теплоизоляцией, рассчитанные на сохранение температуры до 24 часов и более.
Источники: энциклопедические и научно-популярные материалы по истории изобретений, физике теплопередачи и товароведению бытовых изделий.