Varmeoverføring
Energi i form av varme går alltid fra et varmt til et kaldere legeme. Når vi fyller termosen med varm kaffe vil den indre flaska bli varmere enn den ytre. Varmeenergi vil derfor gå denne veien samtidig som kaffen gradvis blir kaldere. Hastigheten for varmeoverføring avhenger av temperaturforskjellen. Dermed går prosessen fortere jo kaldere den ytre flaska er og jo varmere kaffen er. På en sprengkald vinterdag med kokende kaffe er altså varmetapet størst.
Varme kan overføres via tre ulike mekanismer:
• Konduksjon
• Konveksjon
• Stråling.
Termosens konstruksjon reduserer effekten av alle disse mekanismene.
Mekanismer
Konduksjon er varmeoverføring mellom legemer i kontakt. Siden det kun er i tuten det er kontakt mellom den indre og den ytre flaska, er arealet for varmeoverføing lite og varmetapet via denne mekanismen er begrenset. Men du har kanskje opplevd at en ståltermos får seg et støt og at utsiden etterpå blir glovarm? Da har det gjerne blitt kontakt mellom indre og ytre flaske, og termosen er i praksis ødelagt.
Konveksjon er varmeoverføring via et medium – i de fleste tilfeller luft eller vann. Siden man fjerner lufta fra mellomrommet mellom flaskene er det ikke lenger noe medium der som kan transportere varmen fra den indre til den ytre flaska. Man blir selvsagt ikke kvitt hvert eneste luftmolekyl, men energitransporten fra konveksjon blir svært lav i en termos. Termoser ble i utgangspunktet laget i glass og var derfor ganske skjøre konstruksjoner.
I dag lages de fleste turtermoser av stål eller plast og tåler mer. Men fortsatt kan en liten brist kan slippe inn luft mellom flaskene noe som da vil redusere isolasjonsevnen betraktelig.
Stråling er da eneste varmeoverføringsmetode som står tilbake. Den gir mye mindre bidrag enn de to andre og kan reduseres ytterligere ved riktig belegg på materialet i termosen.
Har du noen gang knust en gammeldags glasstermos vil du kanskje ha observert at utsiden er belagt med sølv? Det er der for å redusere strålingen.
Varme termosen på forhånd?
De fleste er lært opp til å forvarme termosen med varmt vann før man har i dagens drikke, men hvor viktig er egentlig det? Et par enkle eksperimenter med to ulike termoser ga noen svar.
Termosene ble oppbevart i fryser før forsøket.
De ble først fylt med kokende vann, uten forvarming, og lagt tilbake i fryseren. I neste forsøk var prosedyren lik, bortsett fra at termosene ble skylt med kokende vann før vannet ble tilsatt. Senere ble samme forsøk gjentatt med termosene i kjølesekap i stedet for fryser.
Med termosene i fryseren ga forvarming i gjennomsnitt 3,75 grader høyere temperatur etter fem timer.
Med termosene i kjøleskap ga forvarming ingen målbar forskjell i vanntemperaturen etter fem timer.
Selv om det statistiske grunnlaget er ganske tynt, kan det virke som forvarming av termos kun har noe for seg når temperaturen er svært lav, og selv da har det ganske liten effekt.
