Ogni sorso di acqua calda che bevi dal thermos è storia

"Bevi più acqua calda" è una risposta così universale. Che tu abbia il raffreddore o che tu voglia alleviare la stanchezza, "bere più acqua calda" sembra essere una panacea.

IL Termo La tazza che custodisce questa panacea ha in realtà preso forma già mille anni fa, durante la dinastia Song.

I materiali principali dell'ordinario ThermosI materiali che utilizziamo oggi sono il vetro e il mercurio. Un processo importante nella produzione è la placcatura al mercurio, e la tecnologia di placcatura al mercurio era molto matura durante la dinastia Song.

Nello specifico, la placcatura al mercurio consiste nell'applicare una lega liquida di oro e mercurio sulla superficie dell'oggetto, quindi riscaldarla e cuocerla. Dopo l'evaporazione del mercurio, si ottiene l'oggetto placcato in oro. Per quanto riguarda il vetro, la sua storia può essere fatta risalire alla dinastia Zhou occidentale. Tuttavia, il processo di produzione del vetro delle origini non era ancora sufficientemente maturo. Il vetro di quel tempo veniva descritto come "molto brillante nei colori ma leggero e fragile al tatto" e non in grado di resistere alle alte temperature. Dopo la dinastia Song, si iniziò ad aggiungere sabbia di Nanpeng alla formula per la produzione del vetro, migliorandone la consistenza e superandone i punti deboli di fragilità e scarsa resistenza alle alte temperature. Con questi presupposti, la tecnologia dei thermos della dinastia Song maturò gradualmente.

La famosa bottiglia Dewar's

Rispetto al thermos della dinastia Song, il thermos moderno ha una maggiore capacità di isolamento termico grazie al doppio strato di vetro e al vuoto presente nell'intercapedine tra i due strati. Il predecessore di questo thermos sottovuoto era il vaso di Dewar.

Il pallone di Dewar fu inventato dal fisico scozzese James Dewar. Intorno al 1880, Dewar iniziò a studiare l'ossigeno liquido. La temperatura dell'ossigeno liquido è molto bassa e vaporizza a temperatura ambiente.

Senza un contenitore adeguato, Dewar assisteva spesso impotente all'ossidazione del liquido che aveva preparato con tanta fatica, sentendosi profondamente demoralizzato. Per poter conservare l'ossigeno liquido a lungo, Dewar decise di inventare un contenitore, un contenitore superisolante, e così nacque la bottiglia di Dewar.

Riproponiamo l'idea di Dewar: inizialmente, si utilizzava un contenitore a doppio strato per migliorare l'isolamento termico, ma la conduzione di calore persisteva tra i due strati. Dewar tentò quindi di eliminare l'aria interposta. Tuttavia, la conduzione di calore venne eliminata, ma il liquido continuava a irradiare calore. Dewar passò quindi all'acciaio inossidabile a bassa emissività per la realizzazione del contenitore.

A questo punto, la bottiglia di Dewar è sostanzialmente formata. In seguito, si continuò a migliorare il vaso di Dewar, ma principalmente in termini di materiali, mentre la sua struttura principale rimase sostanzialmente invariata. I principi di base della metallurgia moderna Tazze termiche Le bottiglie Dewar e quelle Dewar sono la stessa cosa. Non sono altro che un doppio strato di vuoto e metallo lucidato. In quelle più avanzate, diversi strati di materiali con scarse capacità di conduzione del calore vengono aggiunti all'esterno del materiale metallico, ma l'effetto è limitato e molto meno importante dell'effetto di isolamento termico dello strato di vuoto.

trasferimento di energia termica

Molti lettori saranno confusi dopo aver letto questo: cos'è la conduzione del calore? Cos'è la radiazione termica? Cosa c'entra la bassa emissività? Tutto inizia con il modo in cui l'energia termica viene dispersa. Il trasferimento di calore si basa su tre modalità principali per trasferire l'energia termica da un oggetto all'altro: conduzione, convezione e irraggiamento. Quando tocchiamo una superficie metallica fredda con le mani, sentiamo freddo perché l'energia termica fluisce dalla mano più calda al metallo più freddo. Questo metodo di scambio termico a diretto contatto tra due solidi è chiamato conduzione del calore.

La brezza soffiava e ci sentivamo freschi. Dal punto di vista del trasferimento di calore, si tratta del flusso d'aria che sottrae calore dalla superficie della nostra pelle tramite convezione termica.

Il sole è cocente nel cielo e le persone sudano copiosamente. Questa è la radiazione termica del sole. Sappiamo tutti che l'universo è un ambiente vuoto, ma il sole può comunque trasferire calore alla Terra tramite radiazione termica. Questo perché la caratteristica principale della radiazione termica è che non necessita di un mezzo. Sia la conduzione termica che la convezione termica, invece, richiedono un mezzo.

Tutti gli oggetti irradiano calore, ma la loro capacità di irradiarlo è diversa, e la grandezza fisica che misura questa capacità è l'emissività. L'utilizzo di materiali a bassa emissività (come il metallo) può ridurre l'irraggiamento termico. Conoscendo i tre principali meccanismi di trasferimento del calore, realizzare un thermos è semplice. Se non conduci il calore, lo congelerò e impedirò la sua trasmissione; se invece lo irraggiungi, basta rivestirlo con uno strato d'argento o utilizzare materiali metallici e lucidarne la superficie. Per quanto riguarda la convezione, è sufficiente chiudere il coperchio. Il tempo si fa sempre più freddo. Prendi il thermos in mano e bevi un sorso di acqua calda. Non ti sembra molto più calda?