Устройство термоса со стеклянной колбой

Устройство термоса со стеклянной колбой

Термос – бытовая посуда с теплоизоляционными свойствами, способная сохранять температуру продуктов длительное время. Термосы применяются для хранения горячих и холодных продуктов до суток. Они нашли широкое применение в быту.

Что можно хранить

Путешественники могут взять с собой в термосе горячий чай, кофе или кипяток. Отдельные разновидности термопосуды способны размещать в себе первые и вторые блюда. Рыбаки используют термосы не только чтобы взять горячие напитки, и для приготовления прикормки. В термос засыпается перловая крупа и заливается кипяток. В нем она стоит всю ночь, и на утро прикормка готова. Приготовленная таким способом перловка не разваривается, поэтому может даже насаживаться на крючок как наживка. Термосы также используют водолазы и любители подводной охоты. Теплая вода из них с мыльным раствором применяется для подготовки гидрокостюма перед одеванием, если нырять приходиться в холодное время года.

Термосы эффективно сохраняют температуру продуктов и жидкостей, поэтому даже спустя 6-8 часов можно налить в чашку обжигающий чай, что очень удобно в тех случаях, если нет возможности воспользоваться чайником.

Как устроен термос

Устройство термоса имеет сложную в плане изготовления конструкцию. В его основе лежит колба с двойными стенками, между которыми находится вакуум. Внутренняя часть колбы окрашена серебристой краской, поэтому имеет зеркальный эффект. Сверху она окружена защитным корпусом, а между ними заложен слой утеплителя. На колбу накручивается плотная крышка. В некоторых моделях используется дополнительная крышка на внешнем корпусе.

Благодаря тому, что колба состоит из двух стенок, а между ними находится вакуум, то передача температуры между стенками не происходит. Единственным слабым местом термоса, сквозь которое проходят теплопотери, является крышка. Чем больше ее площадь, тем скорее произойдет уравнивание температуры продуктов внутри термоса с наружной средой.

Виды по конструктивным особенностям
Все термосы разделяют на 3 категории:
  • Для жидкости.
  • Для еды.
  • Универсальные.
Для жидкости

Термос для жидкости является самым популярным и компактным. Колба оснащается узкой горловиной, благодаря чему потери тепла через крышку происходят менее интенсивно. Данные устройства имеют пробку диаметром 25-55 мм. Обычно кроме основной пробки на колбе, применяется внешняя крышка на корпусе. Она используется в качестве стакана. Нужно раскрутить крышки термоса и налить содержимое в первую из них, или воспользоваться чашкой. Более совершенные устройства имеют на внутренней крышке небольшую защелку, которая открывает маленькое отверстие. Оно позволяет наливать содержимое без полного выкручивания внутренней пробки.

Более вместительные термосы для удобства имеют крышку с пневмонасосом. С его помощью можно наливать содержимое не переворачивая устройство. Достаточно нажать на кнопку и напиток польется тонкой струйкой в подставленную чашку или стакан. Стоит отметить, что модели с насосом быстрее отдают тепло, поскольку являются недостаточно герметичными. Сладкие напитки довольно быстро приводят в негодность уплотнительные кольца внутри помпы, поэтому она начинает заедать и после остановки прокачки наблюдается протечка, если положить колбу горизонтально.

Также существуют термокружки. Они выполнены в виде стакана с крышкой. Чтобы выпить напиток необходимо отвинтить крышку и пить прямо с термокружки. Такая термопосуда имеет небольшой объем. Обычно в ней вмещается одна порция напитка. Преимущества применения термокружки заключается в том, что она легкая и компактная. Она подойдет в тех случаях, если планируется пить напиток не более одного раза в ближайшие несколько часов.

Лучше всего будет сохранена температура в термосе, если крышка не имеет отверстий. Таким образом, самые простые и недорогие модели на деле оказываются более производительными, чем дорогостоящие с помпой.

Для еды

Отдельной группой идут термосы для еды. Их отличительной особенностью является наличие широкой горловины диаметром 65-80 мм. В них хранятся первые и вторые блюда. Чаще всего их выбирают для переноски супов, поскольку насыпать более сухие блюда через довольно узкую горловину неудобно.

Отдельной категорией в пищевых термосах идут термоемкости с контейнерами. Они имеют от 2 и более съемных судков, что позволяет в каждом из них укладывать различные блюда. Стоит учитывать, что нельзя одновременно закладывать одно блюдо горячим, а другое холодным. Термосы способны изолировать содержимое только от внешней среды, но не между собой. Колбы с судками могут иметь в своей комплектации вилку и ложку, которые скрываются внутри корпуса, что исключает их потерю при транспортировке.

Универсальные

В том случае если термоемкость применяется для различных целей, то идеальным решением будут универсальные термосы. Они могут использоваться как для продуктов, так и для жидкости. Особенность их конструкции заключается в том, что они оснащаются универсальной крышкой. Она имеет внутреннюю узкую пробку. Если нужно добраться до еды, то нужно отвинтить крышку, а если потребуется налить жидкость, то открывается пробка. Универсальный термос такой конструкции не может одновременно переносить еду и напиток.

Разновидности по материалам изготовления
По материалам изготовления внутренней колбы термосы разделяют на следующие виды:
  • Стеклянные.
  • Стальные.
  • Пластиковые.

Термос со стеклянной колбой требует аккуратного обращения, поскольку в случае падения она легко разбивается. Данная конструкция отлично подходит в том случае, если необходимо обеспечить продолжительное хранение жидкости или продуктов. Главным достоинством стекла является то, что его легко мыть. Оно не впитывает запахи и долго поддерживает температуру.

Термосы со стальной колбой являются самыми прочными. Их единственный недостаток заключается в весе, поскольку они самые тяжелые. Такая колба не боится упасть на землю. Для изготовления колб используется нержавеющая сталь. Как правило, если внешний корпус термоса выполнен из стали, то это говорит о том, что колба также металлическая. Металл не напитывает запахи, но на его поверхности могут оставаться пятна, которые сложнее удалять, чем со стекла. Устройство со стальной колбой отлично подойдет для туристических целей, когда термическая посуда может получить серьезную встряску.

Читайте также:  Розовая хна для волос

Пластиковые колбы являются самыми дешевыми. Они хорошо переносят падение, но при заливании жидкости зачастую выделяют специфический запах, который отчетливо ощущается. Взяв с собой горячую воду, можно будет почувствовать все оттенки вкуса пластмассы. Кроме того, что пластик может давать свой запах, он еще и напитывает ароматы тех жидкостей, которые в нем хранились. Если залить в такую колбу кофе, то его запах будет еще долго ощущаться в прочих продуктах, которые будут в ней храниться.

Колбы из пластика подойдут в тех случаях, если нужно сохранить теплую воду для технических целей, или когда переносятся однотипные напитки, которые заливаются при температуре меньше 100 градусов. Если заполнить колбу сильно кипящей жидкостью, то она напитает запах пластика. Стоит отметить, что данное утверждение не всегда верно, поскольку отдельные производители применяют высококачественный пластик, но подавляющее большинство ассортимента представленного на рынке к данному классу не относятся. Лучше избегать категории термосов с пластиковыми колбами.

Факты о применение термосов

Термос сохраняет холодную температуру в 2-3 раза дольше, чем тепло. Его можно использовать для хранения прохладительных напитков и мороженого. Даже в сильную жару холодная вода будет давать освежающую прохладу спустя 30 часов с момента заправки. Что касается продуктов с высокими температурами, то полное охлаждение в самых качественных колбах происходит за 24 часа. Все зависит от того насколько низкая температура окружающей среды. Нормой считается, если за 6 часов хранения продукт или жидкость остыли на 10-14 градусов.

Интенсивность остывания зависит не только от того насколько широкая крышка, и есть ли в ней отверстия, но и от вместительности термоса. Чем больше в него налито жидкости или уложено продуктов, тем дольше они сохраняют свою температуру. Также замечено, что термос, который находится в спокойном состоянии, обладает меньшей интенсивностью остывания. Если он поддается постоянной встряске, то потеря тепла происходит более интенсивно. В связи с этим нужно постараться закрепить его таким образом, чтобы предотвратить расплескивание жидкости внутри колбы. Это объясняется тем, что горячая жидкость при встряске касается крышки, что приводит к быстрому остыванию. В том случае если колба стоит в спокойном состоянии, то между жидкостью и пробкой находится воздух, что снижает интенсивность теплообмена. Также нужно избегать хранения заполненного термоса лежа.

На что обратить внимание при покупке

Покупая термос, стоит визуально проверить внутреннюю колбу на наличие сколов, царапин и трещин. Также нужно закрыть колбу крышкой и потрясти. Если будет слышно звон, то это говорит о том, что колба повреждена или закреплена плохо, и удержание температуры будет невозможным. Обязательно нужно проверить внутреннюю колбу на наличие резких неприятных запахов, поскольку если они есть, то и сохраняться.

После покупки термоса его нужно заполнить горячей водой до верха и закрыть. Если внешний корпус станет горячим, то это говорит о том, что внутренняя колба пробита и жидкость вытекает. В этом случае нужно сдать поврежденный или бракованный прибор продавцу и заменить его другим.

Те́рмос (термокружка) — в древнегреческой мифологии бог тепла и теплого ветра

Термос может использоваться не только для хранения готовых напитков и еды, но и для их приготовления, например — различных настоев и каш.

Свое название термос получил от названия немецкой компании Thermos GmbH — первого коммерческого производителя термосов. Его в 1904 г. на конкурсе на лучшее название придумал житель Мюнхена, от др.-греч. θερµός «тёплый», восходящему к праиндоевр. *ghwerm-/*ghworm- «тёплый».

Содержание

История [ править | править код ]

Берлинский производитель стеклянных изделий Рейнгольд Бургер [de] усовершенствовал сосуд Дьюара, изобретённый в 1892 году шотландским физиком и химиком Джеймсом Дьюаром. Для удобного использования этого сосуда в быту (хранения напитков), он добавил к нему металлический корпус, пробку и крышку-стаканчик. Также, им была разработана система поддержки внутренней стенки колбы, так как она держалась только в одном месте у горловины сосуда и из-за этого легко ломалась при активном использовании — на это изобретение Рейнгольд Бургер получил немецкий патент DE170057, заявка на который была подана 30 сентября 1903 года [1] [2] .

Был объявлен конкурс на лучшее название торговой марки для нового изобретения, в котором победил один из жителей Мюнхена, предложивший название Тhermos (от греч. therme — горячий). Бургер основал одноимённую фирму Тhermos-Gesellschaft m.b.H. (Тhermos GmbH) по выпуску термосов, и с марта 1904 года эта торговая марка стала использоваться в коммерческих целях.

Сосуды Дьюара не были запатентованы, их изобретатель — Джеймс Дьюар — считал, что они не будут иметь коммерческого успеха, поэтому, когда он обратился в суд о возмещении нанесённого Бургером ущерба, его иск остался неудовлетворённым [3] .

23 октября 1906 года Рейнгольд Бургер подал заявку, а 3 декабря 1907 года получил патент США U.S. Patent 872 795 на «Сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними». В качестве изобретателя термоса в патенте был указан Рейнгольд Бургер, имя Джеймса Дьюара в патенте не упоминается. Правопреемником данного патента становится американская фирма American Thermos Bottle Company. Также в 1907 году права на производство термоса были проданы ещё двум компаниям — канадской Canadian Thermos Bottle Co и британской Thermos Limited [4] .

Читайте также:  Фото русских теток

В настоящее время срок патента истёк. Права на использование торговой марки Thermos принадлежат японской компании Тhermos L.L.C., выпускающей термосы под этим брендом [5] .

Конструкция [ править | править код ]

Основной элемент термоса — колба (сосуд Дьюара) из стекла или нержавеющей стали с двойными стенками, между которыми выкачан воздух (создан вакуум) для уменьшения теплопроводности и конвекции между колбой термоса и внешней средой. Для уменьшения теплового излучения внутренние поверхности стеклянной колбы покрывают слоем из отражающего, зеркального материала. Наружный корпус термосов со стеклянной колбой изготавливается из пластмассы или металла, колба из металла одновременно является корпусом термоса.

Разновидности [ править | править код ]

По материалу, из которого сделана внутренняя колба: пластиковые, стеклянные и металлические. Стеклянная колба хорошо держит температуру, при неаккуратном обращении может разбиться, подходит для домашнего использования.

Металлическая колба подходит для туристов.

В зависимости от типа используемой пищи, современные бытовые термосы можно разделить на следующие виды:

  • Термосы для напитков — имеют узкую горловинудиаметром 25—55 мм.
  • Термосы с пневмонасосом — в конструкции крышки такого термоса есть пневмонасос для извлечения жидкостей путём нажатия на кнопку, и выводное отверстие сбоку для наливания. Предназначены для настольного использования.
  • Пищевые термосы — имеют широкую горловину, диаметр которой практически равен диаметру корпуса (от 65—80 мм). Предназначены для хранения первых и вторых блюд, мороженого и других видов пищевых продуктов.
  • Универсальные термосы — отличаются от пищевых термосов только конструкцией пробки, которая имеет дополнительное, более узкое, отверстие для наливания напитков.
  • Пищевые термосы с судками — термосы, в которые стопкой, друг на друга, вкладывается 2—3 пластиковые или металлические ёмкости (контейнеры), позволяющие одновременно раздельно хранить различные виды блюд — например для обеда: холодную закуску с первым и вторым блюдом.
  • Термочашка или Термокружка

    Термос для напитков с колбой из нержавеющей стали

    Термос – вид посуды, который люди используют по сей день с целью поддержания высокой температуры продуктов питания. Термос является незаменимой частью в походах, когда нужно сохранить напиток горячим на протяжении долгого времени.

    Термосу нужно как можно меньше отдавать тепло в окружающую среду для того, чтобы сохранить в нём постоянную температуру.

    Современную концепцию термосов предложил А.Ф. Вейнхольц в 1881 году. Он разработал контейнер из стекла со сдвоенными стенками, внутри которых был полностью откачан воздух (Ящик Вейнхольда). При этом объем сосуда, в плане температуры, практически перестал зависеть от температуры внешних стенок.

    Спустя 11 лет в 1892 году физик и химик из Шотландии Д. Дьюар улучшил изобретение своего немецкого коллеги. Форма контейнера сменилась на колбу с узким верхним проёмом и парой стенок; это предотвращало быстрое испарение полученных газов. Для лучшей изоляции сосуд изнутри был покрыт тонким серебряным слоем.

    Кроме того, от внутренней поверхности, напоминающей зеркало, хорошо отражалось тепловое излучение. Изделие подвешивалось при помощи пружин в специальном кожухе из металла. С помощью своего изобретения Дьюар получил и даже смог в течение определённого времени сохранить водород в жидком и твёрдом состоянии. Однако ни он, ни Вейнхольд не стали патентовать уникальный контейнер: они не считали, что их изобретения смогут принести кому-либо ощутимую прибыль.

    В 1903 году Р. Бургеру, немецкому производителю стекла, пришла в голову мысль усовершенствовать сосуд Дьюара, чтобы использовать его не только в научных целях, но и в бытовых. Колбу поместили в металлический корпус, для большей герметичности добавили пробку, закрывающую сосуд. Конструкцию дополнили удобной крышкой, которой отводилась роль небольшого стакана. Новшеством стала внутренняя система, при помощи которой колба поддерживалась изнутри. До этого момента колба закреплялась лишь у горлышка всей конструкции, из-за чего являлась достаточно хрупким изделием.

    Осенью 1903 года Р. Бургер запатентовал своё изобретение и основал фирму по производству нового изделия – «вакуумной фляжки». С 1904 года в коммерческих целях он стал использовать новую торговую марку Thermos (в переводе с греческого «горячий»). С 1908 года термос стали массово выпускать в Америке, Канаде и Англии, откуда новые герметичные контейнеры для хранения жидкостей и поддержания их постоянной температуры стали постепенно распространяться по всему миру. [2]

    Виды термосов. Преимущества и недостатки

    Термос со стальной колбой изготавливают из прочной нержавеющей стали.

    Термос из стали удобен в производстве, ремонтопригодности и обладает высокими эксплуатационными качествами. Однако он не лишен недостатков. Термос, изготовленный из металла, характеризует высокая теплопроводность, так как он быстро меняет температуру — быстрее нагревается и быстрее остывает.

    Также необходима дополнительная обработка термоса кипятком перед непосредственным использованием, иначе колба заберет часть энергии, и тем самым напиток будет холоднее. Поскольку высококачественная нержавеющая сталь намного дороже стекла, термосы со стальной колбой стоят дороже термосов со стеклянной колбой.

    Корпус термоса со стеклянной колбой в основном изготавливают из металлопластмассы, жестяной пластины или пластика. Его преимуществами являются низкая теплопроводность, гигиеничность и вес. Термос со стеклянной колбой отличается меньшей массой по сравнению с термосом со стальной колбой.

    Читайте также:  Прическа димы билана фото

    Стоит учесть, что стекло хорошо проводит тепло и не вступает во взаимодействие с другими веществами, именно поэтому после использования термос со стеклянной колбой не перенимает ни от чего запахи. Но и термос со стеклянной колбой имеет свои недостатки. Стекло – хрупкий материал, поэтому оно подвержено спонтанному разрушению. Не стоит забывать о свойствах стекла: в термос со стеклянной колбой нельзя заливать кипяток, если его принесли с холода, иначе стекло может лопнуть. [6,9]

    Устройство термоса и принцип работы

    Работа термоса основана на сохранении тепла внутри себя, поэтому его нужно изолировать от внешней среды, которая заставляет его остывать. Самый простой изолятор веществ — это вакуум, так как вакуумная технология исключает все три механизма теплопередачи. Поэтому во многих термосах применяют вакуум, т.е. пространство, где нет никаких веществ, следовательно, и передавать тепло от колбы в окружающую среду будет нечем.

    Принцип работы термоса схож с сосудом Дьюара, который представляет собой сосуд из двойных стенок. Между стенками находится вакуум или воздух. Сам сосуд сделан либо из стекла, либо из нержавеющей стали. Внутренняя часть колбы покрыта отражающим материалом, который отражает тепло внутри термоса. Внешняя часть термоса изготавливается либо из металла (больше механической прочности), либо из пластика. [3, 8]

    Термодинамика

    Термодинамика – раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем и способы передачи, и превращения энергии в таких системах. В термодинамике изучаются процессы, для описания которых следует ввести понятие тепловых явлений и температуры.

    Тепловые явления – явления, связанные с нагреванием или охлаждением тел. Все тепловые явления связаны с температурой. Все тела характеризуются состоянием своего теплового равновесия, главной характеристикой которого является температура.

    Температура – мера «нагретости» тела. Приборы, которыми можно измерить температуру тела, называются термометрами. Чем выше температура, тем быстрее частицы движутся в теле, движение которых называется тепловым движением (хаотическое). [6]

    Теплопередача бывает трех видов: теплопроводность, конвекция и излучение.

    Теплопроводность – явление, при котором энергия передается от одной части тела к другой посредством столкновения частиц или при контакте двух тел. Теплопроводность связана с переносом энергии от более нагретых веществ к менее нагретым, который осуществляется хаотически движущимися частицами тела.

    Если начать нагревать металлический стержень, к которому прикреплены гвоздики, то через некоторое время можно наблюдать, что гвоздики начнут отпадать. Это происходит за счет находящихся на концах стержня молекул, которые получают энергию и передают ее соседним молекулам, и тем самым стержень нагревается.

    Конвекция – явление, связанное с переносом энергии струями, большими группами частиц жидкостей или газов. Как мы можем ее наблюдать? Например, при нагревании льда в пробирке с водой. Наберем в пробирку воду, положим лёд на дно пробирки и начнём нагревать зажжённой свечой верхний край пробирки.

    При этом верхний край пробирки нагреется, но лёд так и не растает. Почему так происходит? Преимущественно это связанно с недостаточной теплопроводность воды распространять тепло по всей пробирке. Если же мы поместим пламя свечи к нижней части пробирке, то через некоторое время мы можем увидеть, что весь лёд в пробирке растает. Приведенные опыты свидетельствуют о том, что перенос энергии происходит не путем теплопередачи, а конвекцией.

    Излучение – явление передачи энергии, наряду с конвекцией и теплопроводностью. Или, можно сказать, что излучение – это процесс испускания и распространения энергии в виде электромагнитных волн. Излучение можно наблюдать при взаимодействии Солнца и Земли.

    Принцип уменьшения теплопередачи каждым из способов положен в основу работы термоса. Термос устроен таким образом, что теплообмен с окружающей средой сведен до минимума. Вакуум между стенками колбы препятствует теплопередаче путем конвекции и теплопроводности, а зеркальный отражающий слой на внутренней поверхности колбы препятствует теплопередаче излучением. [4]

    Количество теплоты – энергия, которую тело получает или теряет в процессе теплопередачи. Количество теплоты является функцией процесса, а не функцией состояния, то есть количество теплоты, полученное системой, зависит от способа, которым она была приведена в текущее состояние. Внутренняя энергия тела может изменяться за счёт работы внешних сил. Если тело получает энергию, его внутренняя энергия увеличивается, а если теряет энергию – уменьшается. Это свидетельствует о связанности количества теплоты с внутренней энергией.

    Для характеристики изменения внутренней энергии при теплообмене вводится величина, называемая количеством теплоты и обозначаемая Q=[Дж]

    Количество теплоты зависит от изменения температуры, массы и рода жидкости.

    Количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяющееся при его охлаждении, прямо пропорционально массе тела и изменению его температуры: Q = cm(t2-t1), где с — удельная теплоемкость (Дж/кг•К), m — масса тела (кг), t2 — конечная температура тела, t1 – начальная температура. [1]

    Охлаждение тела — процесс обратный нагреванию. Для его описания используется та же формула, что и для нагревания. Знак "минус", полученный при вычислениях говорит о том, что тело отдает теплоту, "плюс" — получает. [5]

    Скорость нагревания и охлаждения тела пропорциональна разности температур между телом и окружающей средой.

    Мощность – работа, выполненная в единицу времени. Это скалярная физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. [10]

    Ссылка на основную публикацию
    Тушь для ресниц эссенс отзывы
    Тушь для ресниц Тушь для ресниц Essence 25 марта 2015 Почти любая тушь наверно, сразу красит не очень , но...
    Технологии окрашивания волос фото
    Женщины окрашивали свои волосы еще в древние времена. Вход шли природные красители: кислое молоко, травяные отвары, басма, зола и т.д....
    Техника увеличения губ парижские губы
    Губы бантиком — милая черта, свойственная французским девушкам. По-детски удивленно надутые губки освежают лицо и наполняют юностью. Но «надутые» не...
    Тушь для ресниц объем эффект отзывы
    В одном из изданий журнала Cosmopolitan писали, что найти идеальную тушь также сложно, как хорошую пару на Tinder. Прокомментировать сайт...
    Adblock detector