Bildiğiniz gibi termos, içine konan içecek ve yiyeceklerin uzun süre sıcacık ya da buz gibi kalmasını sağlar. Termosun ısıyı nasıl muhafaza ettiğini ve nasıl icat edildiğin merak ediyorsanız cevapları burada bulabilirsiniz.
İcat
Termos 1892 yılında, İskoç kimyacı Sir James Dewar tarafından icat edilmiştir. 1890’lı yılların başında Dewar, endüstriyel ihtiyaçlara cevap verecek miktarda sıvı oksijen üretebilen bir makine tasarlar. Ancak o tarihte, bu iş için kullanılan kaplar, ısıyı koruma konusunda yeterince etkili değildir. Dewar, çok basit ancak aynı zamanda son derece zekice bir fikir bulur. Eğer hiçbir yere değmeyen bir şişe tasarlayabilirse temas yoluyla gerçekleşen ısı transferini engellemiş olacaktır. İç içe iki şişeden oluşan bir tasarım geliştirir. Üstelik şişlerin arasına vakumlu bir boşluk bırakarak, konveksiyon yolu ile oluşacak ısı kaybını engellemeyi akıl eder. Son olarak; içteki şişeyi yansıtıcı bir malzeme ile kaplayarak ısının radyasyon yolu ile kaçışını engeller. Özetle ısı kaybına yol açan 3 temel nedeni büyük ölçüde elimine etmiş olur. Böylece Dewal, sıvı oksijenin istenen termik durumda depolanmasının yolunu bulur.
Ancak maalesef ki pek çok mucit gibi Dewar da ticari kazançtan çok icatlar üzerinde düşünmeye eğilimlidir. İcadının patentini almaz. İşte bu yüzden bugün ısıyı muhafaza eden kaplara Dewar yerine Termos diyoruz.
Bu icadın büyük bir ticari başarı kazandıracağını fark eden Reinhold Burger, Termos adında bir şirket kurarak, Dewar şişelerinin üretimine başlar. Dewar, icadının izinsiz kullanıldığı gerekçesi ile dava açtıysa da kazanamaz. Dewar davayı kaybettiği için neler hissetti bilmiyoruz. Ama bugün en çok ihtiyacımız olduğu anda içimizin ısınmasını ya da serinlemesini sağlayan Dewar’ın adını duyana; Termos adını da duymayana pek rastlanmadığını biliyoruz.
Isı Muhafaza Sistemi
Termos, aslında süper yalıtımlı bir sürahidir. Tipik bir termosta bir iç cam fanus ve bir dış plastik fanus vardır. Dış kaplama malzemesi olarak bazen dayanıklı olduğu için paslanmaz çelik de kullanılır. İç ve dış tabakalar arasında vakumlu bir boşluk vardır. İç cam, muhafaza yansıtıcı bir metal tabaka ile kaplanır. Bu basit özellikler olağanüstü bir ısı yalıtımı sağlar.
İletim, Konveksiyon ve Radyasyon
Isı üç şekilde yayılır: İletim, konveksiyon ve radyasyon.
Sıcak bir nesneye parmağınızın ucu ile dokunduğunuzu düşünün, parmağınızın ucu ısınır öyle değil mi? Çünkü ısı sıcak nesneden parmağınıza akmıştır. Parmağınızla sıcak nesne arasında doğrudan bir bağlantı vardır. Fiziksel temas, iletim yolu ile ısı akışının temel dayanağıdır.
Konveksiyon yolu ile ısı akışı için açık bir temas gerekmez. Konveksiyonu anlamak için; bir fanlı soba hayal edin. Sobanın üzerindeki hava ısındıkça yükselecek ve üzerindeki soğuk havayı itecektir. Böylece ısının yayıldığı bir döngü meydana gelecektir. Bu döngü, sıvıda ya da gazda meydana gelebilir, buna ısıyayım ya da konveksiyon denir.
Radyasyon yolu ile ısı yayılımı ise iletim ve konveksiyondan biraz farklıdır. Bir nesne yüksek bir sıcaklığa sahipse ışığı serbest bırakır. Bunu anlamak için bir yanan bir şömine hayal edin. Odunlar yanarken nasıl görünür? Sarı, turuncu ve kırmızı öyle değil mi? Bunun nedeni artan ısının, maddenin atomlarını yeni bir faza sokmasıdır. Bu yeni fazda atomların durumları kararsızdır ve etraflarına enerji yayarlar. Atomların bu hızlı hareketi, etraflarına enerji bağışında bulunarak normal durumlarına dönmeleri yönünde bir katkı sağlar. Hareketli atomların, enerji bağışları ışık şeklinde olur. Bu enerji kaybına ya da ısının ışığa dönüşmesine radyasyon denir.
Isı yayılımının üç temel nedenini açıkladığımıza göre yeniden termosun yapısına dönebiliriz. Termos’un amacı içindeki sıvıya enerji akışını kesmektir. Termosun iç kabı, zayıf bir ısı iletkeni olan camdır. Bu sayede ısı iletimle akmaz. Şişenin iç ve dış yüzeyleri arasında vakumlu bir boşluk olduğu için konveksiyonla ısı akışı engellenmiş olur. Son olarak da iç duvarın yansıtıcı bir maddeyle kaplı olması, ısının radyasyonla kaçmasını önler. Sonuç olarak; termos içine konan sıvı mevcut ısısını normalden çok daha uzun bir süre muhafaza edebilir.