Chaque gorgée d'eau chaude que vous buvez dans la tasse thermos est un moment d'histoire.

« Buvez plus d'eau chaude » est une réponse tellement universelle. Que vous soyez enrhumé ou que vous cherchiez à soulager la fatigue, « boire plus d'eau chaude » semble être une solution miracle.

Le Thermos La coupe contenant cette panacée a en réalité vu le jour il y a déjà mille ans, sous la dynastie Song.

Les principaux matériaux de l'ordinaire Bouteille isothermeLes matériaux que nous utilisons aujourd'hui sont le verre et le mercure. Le plaquage au mercure est un procédé important de production, et cette technologie était très aboutie sous la dynastie Song.

Le plaquage au mercure consiste à appliquer un alliage liquide de mercure et d'or sur la surface d'un objet, puis à le chauffer et à le cuire. Après évaporation du mercure, on obtient l'objet plaqué or. Quant au verre, son histoire remonte à la dynastie des Zhou occidentaux. Cependant, les premiers procédés de fabrication étaient encore rudimentaires. On décrivait alors le verre comme « très brillant, mais léger et fragile », et incapable de résister aux hautes températures. Après la dynastie Song, l'ajout de sable de Nanpeng à la composition du verre a permis d'améliorer sa texture et de pallier sa fragilité et son manque de résistance aux hautes températures. Grâce à ces avancées, la technologie des thermos de la dynastie Song a progressivement atteint sa pleine maturité.

La célèbre bouteille Dewar's

Comparée aux thermos de la dynastie Song, la bouteille isotherme moderne offre une meilleure isolation grâce à sa double paroi de verre et au vide créé entre les deux. Son ancêtre était le vase Dewar.

Le vase Dewar a été inventé par le physicien écossais James Dewar. Vers 1880, Dewar commença à étudier l'oxygène liquide. La température de l'oxygène liquide étant très basse, il se vaporise à température ambiante.

Faute de récipient adapté, Dewar assistait souvent, impuissant, à l'oxydation du liquide qu'il avait si laborieusement préparé, et se sentait désespéré. Afin de conserver l'oxygène liquide sur une longue période, il se résolut à inventer un récipient, un récipient à isolation renforcée : la bouteille Dewar était née.

Reprenons l'idée de Dewar : dans un premier temps, un récipient à double paroi est utilisé pour améliorer l'isolation thermique. Cependant, la conduction thermique persiste entre les deux parois. Dewar tente alors d'extraire l'air de l'espace inter-parois. Néanmoins, la conduction thermique étant éliminée, le liquide continue de rayonner de la chaleur. Dewar opte alors pour un acier inoxydable à faible émissivité pour la fabrication du récipient.

À ce stade, le vase Dewar est pratiquement formé. Par la suite, des améliorations ont été apportées au vase Dewar, principalement au niveau des matériaux, sa structure principale restant fondamentalement inchangée. Les principes de base de la métallurgie moderne sont les suivants : Tasses thermos Les vases Dewar sont identiques. Ils sont constitués d'une double paroi sous vide et de métal poli. Dans les modèles plus sophistiqués, plusieurs couches de matériaux peu conducteurs de chaleur sont ajoutées à l'extérieur du métal, mais leur effet est limité, bien moins important que l'isolation thermique assurée par la couche de vide.

transfert d'énergie thermique

Nombreux seront les lecteurs perplexes après avoir lu ceci : qu’est-ce que la conduction thermique ? Qu’est-ce que le rayonnement thermique ? Pourquoi une faible émissivité pose-t-elle problème ? Tout commence par la compréhension des pertes d’énergie thermique. Le transfert de chaleur repose sur trois principaux mécanismes : la conduction, la convection et le rayonnement. Lorsque nous touchons une surface métallique froide, nous ressentons une sensation de froid car l’énergie thermique circule de la main, plus chaude, vers le métal, plus froid. Ce mode d’échange thermique par contact direct entre deux solides est appelé conduction thermique.

Une brise soufflait et nous avions frais. Du point de vue du transfert de chaleur, il s'agit d'un flux d'air qui emporte la chaleur de la surface de notre peau par convection thermique.

Le soleil brille de mille feux et les gens transpirent abondamment. C'est le rayonnement thermique du soleil. Nous savons tous que l'univers est un milieu vide, mais le soleil peut néanmoins transmettre de la chaleur à la Terre par rayonnement thermique. En effet, la principale caractéristique du rayonnement thermique est qu'il ne nécessite aucun milieu. La conduction et la convection thermiques, quant à elles, requièrent un milieu.

Tous les objets émettent de la chaleur, mais leur capacité à rayonner varie, et la grandeur physique qui la mesure est l'émissivité. Utiliser des matériaux à faible émissivité (comme le métal) permet de réduire le rayonnement thermique. Connaître les trois principaux modes de transfert de chaleur rend la fabrication d'une tasse isotherme facile. Si vous ne conduisez pas la chaleur, il suffit de la mettre sous vide pour empêcher sa transmission ; pour le rayonnement thermique ? Il suffit alors de la recouvrir d'une couche d'argent, ou d'utiliser des matériaux métalliques et de polir la surface. Quant à la convection, fermez simplement le couvercle et le tour est joué. Le temps se rafraîchit. Prenez la tasse isotherme et buvez une gorgée d'eau chaude. N'est-elle pas bien plus agréable ?