Come funziona un thermos?

Nell’articolo di oggi andremo a vedere il funzionamento di un thermos, ovvero vedremo come esso riesca a mantenere calde per ore le bevande al suo interno 🙂 Buona lettura

Che cos’è un thermos?

Un thermos è fondamentalmente una bottiglia ben isolata, che viene utilizzata per portare con sè bevande calde in maniera da mantenerle tali per ore. Ovviamente l’utilizzo vale anche per il caso opposto, ovvero qualora si volessero mantenere le bevande fredde, anche se questo secondo caso non è di comune utilizzo come il primo.

Un thermos ha solitamente la medesima forma di una bottiglia, con un coperchio superiore, che può essere usato come bicchiere, ed un tappo a pressione, anch’esso ben isolato come il resto del corpo.

Un po’ di teoria… come si raggiunge l’isolamento in un thermos?

Ciascun sistema termodinamico tende a raggiungere l’equilibrio, in questo caso specifico dal punto di vista termico: di conseguenza, se consideriamo un tempo infinito, qualunque fluido in un contenitore arriverà in equilibrio con l’ambiente (a prescindere che il contenitore sia un a normale bottiglia o un thermos molto isolato). Ovviamente, dal momento che la quantità di liquido di un thermos non è tale da variare la temperatura dell’atmosfera, sarà la bevanda stessa ad abbassarsi totalmente a temperatura ambiente

Ciò che determina il buon isolamento di un recipiente è il tempo di raggiungimento di tale equilibrio: mettendo una bevanda calda all’interno di una normale bottiglia di vetro, in meno di un’ora la sua temperatura sarà pari all’esterno, mentre all’interno di un thermos il tempo si dilungherà in molte ore. Ovviamente il grado di isolamento di un recipiente dipenderà dal grado di isolamento dei materiali che lo compongono (maggiore esso sarà, maggiore sarà il tempo di raggiungimento dell’equilibrio).

Per capire ciò che rende un materiale più o meno isolante, sarà necessario scendere ad un’analisi a livello molecolare. Come sappiamo, il calore eccita le molecole (arrivando, nei passaggi di stato come fusione ed evaporazione, a rompere i legami molecolari). Per dirla in parole semplici, un materiale che abbia delle molecole facilmente eccitabili (a causa di legami molecolari non forti) e la cui eccitazione sia facilmente trasmissibile all’interno del materiale, sarà un buon conduttore. Viceversa, laddove il materiale abbia molecole fortemente legate tra loro oppure laddove la densità molecolare (il numero di molecole in un dato volume) non sia tale da garantire una trasmissione veloce dell’eccitazione, il materiale sarà un cattivo conduttore di calore, pertanto un buon isolante.

Tendenzialmente:

  • I metalli sono ottimi conduttori di calore, per via della debolezza del legame (molecolare) metallico
  • Ceramiche e gas sono ottimi isolanti, le prime in quanto hanno legami inter-molecolari molto forti, i secondi in quanto la densità molecolare al suo interno non è tale da diffondere velocemente il calore

Tornando all’argomento dell’articolo, un thermos ha il corpo composto da 2 pareti di alluminio al cui interno viene fatto il vuoto. Il principio, lo stesso dei doppi vetri nelle case, segue quanto detto sulla diffusione del calore nei gas: il vuoto non è assoluto, ma la densità molecolare è di molto inferiore a quella dei gas, accentuando quanto già detto a riguardo.

Conclusioni

L’articolo di oggi aveva per scopo quello di spiegare come fanno i nostri thermos a mantenere sempre caldo il caffè o il the contenuto al loro interno. Spero che l’articolo sia stato di vostro interesse e soprattutto di vostro gradimento; fatemelo sapere nei commenti!

Noi ci risentiamo nel prossimo articolo

Un saluto

Luca

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