Термос: устройство, история и виды¶

Термос — это теплоизолирующий сосуд, предназначенный для хранения содержимого при температуре, отличной от температуры окружающей среды, в течение длительного времени. В бытовом понимании термосом называют ёмкость с двойными стенками и вакуумной прослойкой, используемую для сохранения горячих или холодных напитков и пищи.

¶Устройство и принцип действия

Классический термос работает на принципе сосуда Дьюара, изобретённого в 1892 году шотландским физиком и химиком Джеймсом Дьюаром для хранения сжиженных газов. Основным элементом является колба с двойными стенками, из пространства между которыми откачан воздух. Вакуум практически исключает передачу тепла конвекцией и теплопроводностью газовой среды.

Для снижения потерь тепла излучением внутренние поверхности стенок колбы в современных моделях покрывают зеркальным слоем (серебром, алюминием или хромом), отражающим инфракрасные лучи. Горловина термоса герметично закрывается пробкой, которая должна обладать низкой теплопроводностью. В большинстве моделей пробка изготавливается из пищевого пластика или пенопропилена, а для дополнительной герметизации снабжается резиновым или силиконовым уплотнителем.

Колба помещается в защитный корпус, изготавливаемый из стали, алюминия или ударопрочного пластика. Пространство между колбой и корпусом в недорогих моделях может заполняться пенопластом или другим утеплителем, однако в качественных термосах для дополнительной теплоизоляции также используется вакуум.

Эффективность термоса характеризуется временем сохранения температуры. Согласно классическому стандарту, качественный термос объёмом 1 литр должен удерживать температуру горячей жидкости выше +65 °C в течение 24 часов при начальной температуре +95 °C. Недорогие модели способны сохранять тепло в течение 6–12 часов.

¶История

Джеймс Дьюар создал первый вакуумный сосуд в 1892 году, однако его изобретение предназначалось исключительно для лабораторных целей. В 1903 году немецкий стеклодув Рейнхольд Бургер, работавший на берлинской фирме по производству лабораторного оборудования, осознал коммерческий потенциал изобретения и добавил к стеклянной колбе металлический корпус, пробку и чашку, превратив лабораторный прибор в бытовой предмет. В 1904 году Бургер запатентовал своё усовершенствование и организовал компанию Thermos GmbH, название которой происходит от греческого слова «therme» (тепло). Компания быстро завоевала рынок, а само слово «термос» стало нарицательным.

В течение XX века конструкция термоса совершенствовалась. В 1960-х годах появились модели с колбами из нержавеющей стали, которые пришли на смену хрупким стеклянным колбам. Стальные термосы не бьются при падении, что делает их пригодными для использования в походах, на производстве и в путешествиях. Стеклянные колбы, однако, до сих пор применяются в производстве термосов для пищевых продуктов, поскольку стекло не вступает в химические реакции с пищей и не впитывает запахи.

¶Классификация

Термосы классифицируются по нескольким параметрам: по типу колбы (стеклянная или металлическая), по назначению и по объёму.

По назначению выделяют:

Бытовые термосы для напитков — наиболее распространённая категория, объёмом от 0,3 до 3 литров. Предназначены для хранения чая, кофе, компота.
Пищевые термосы — имеют широкую горловину, позволяющую помещать внутрь вторые блюда, супы и гарниры. Объём обычно составляет 0,5–2 литра.
Термокружки — компактные термосы с герметичной крышкой, рассчитанные на одну порцию напитка (0,3–0,5 литра), часто имеют автомобильное крепление.
Промышленные и лабораторные термосы — крупные сосуды Дьюара для хранения жидкого азота, кислорода и других криогенных жидкостей, а также для транспортировки пищевых продуктов в промышленных масштабах.

По материалу корпуса различают металлические (стальные, алюминиевые), пластиковые и комбинированные модели. Стальные термосы наиболее долговечны и надёжны, пластиковые легче и дешевле, однако менее устойчивы к механическим повреждениям.

¶Применение

Термосы широко используются в повседневной жизни, туризме, на производстве и в научной деятельности. В походах и путешествиях термос позволяет иметь горячий чай или еду вдали от источников тепла. Пищевые термосы популярны у рабочих, офисных сотрудников и студентов, предпочитающих домашнюю еду. В зимнее время термосы используются для сохранения тепла в автомобильных поездках и на рыбалке.

В лабораторной практике сосуды Дьюара применяются для хранения и транспортировки криогенных жидкостей, а также для проведения экспериментов при низких температурах. Медицинские учреждения используют термосы для транспортировки биологических материалов, требующих поддержания определённого температурного режима.

Промышленные термосы применяются в пищевой промышленности для транспортировки и временного хранения готовых блюд, а также в строительстве — для доставки горячих битумных смесей и других вязких материалов, требующих поддержания температуры.

¶Эксплуатация и уход

Для достижения максимальной эффективности термос рекомендуется перед заливкой горячей жидкости ополоснуть кипятком, а перед заливкой холодной — холодной водой. Это позволяет прогреть или охладить внутренние стенки колбы и уменьшить первоначальную потерю температуры.

Термосы со стеклянными колбами требуют бережного обращения, так как при ударе колба может треснуть или разбиться. Стальные термосы более устойчивы, но при сильных деформациях корпуса может нарушиться герметичность вакуумной прослойки, что приведёт к потере теплоизолирующих свойств.

Чистка термоса должна производиться мягкими моющими средствами без абразивных частиц, способных повредить зеркальное покрытие колбы. Для удаления накипи и чайного налёта используются растворы лимонной кислоты или уксуса. Не рекомендуется мыть термосы с металлической колбой в посудомоечной машине, так как высокая температура и агрессивные моющие средства могут повредить уплотнители и нарушить герметичность.

¶Интересные факты

В 1907 году компания Thermos GmbH выиграла судебный процесс о правах на товарный знак, однако в ряде стран, включая Россию, слово «термос» стало нарицательным и используется для обозначения всех подобных изделий независимо от производителя.
Самый большой термос в мире был изготовлен в 2010 году в США и имел объём более 500 литров.
В советский период термосы производились на нескольких заводах, наиболее известными были модели с колбами из стекла в металлическом корпусе, выпускавшиеся с 1950-х годов. Многие из этих изделий до сих пор находятся в эксплуатации, что свидетельствует об их надёжности.