Как все начиналось

История возникновения термоса связана с 1892 годом, когда шотландский физик Джеймс Дьюар изобрел сосуд для хранения различных веществ при разной температуре в течение длительного времени. Этот контейнер трансформировали в колбу с двой­ными стенками и узким горлышком, чтобы испарение жидкости шло менее интенсивно. Стенки внутренней колбы были покрыты серебряным напылением, а из пространства между ними откачан воздух. Вся эта конструкция была заключена в металлический кожух и презентована публике 20 января 1893 года.

Чуть позднее Рейнгольд Бургер усовершенствовал идею Дьюара, дополнив сосуд металлической колбой и пробкой, запатентовав механизм крепления внутренних частей конструкции.

С 1904 года изобретение стало официально называться «термос» (в переводе — «горячий») и вышло на рынок. Первой компанией, начавшей продавать термосы, стала фирма Thermos GmbH, которую основал Р. Бургер. Причем он получил в 1907 патент на изобретение термоса, имени же Джеймса Дьюара там не фигурировало вообще. Так вот пишется история — без главных героев…

С момента появления первого прототипа прошло много времени. Конструкция, внешний вид изменились, стали использоваться новые материалы и технологии, сфера применения термоса сильно расширилась.

Как работает термос

За счет чего происходит теплообмен? Почему бутылка с горячей водой, оставленная на столе, вскоре остынет? Тепло будет уходить от нагретой бутылки следующими путями:

Конвекция

Она может происходить бесконтактным способом. Например, если вы включаете в комнате обогреватель и он начинает нагревать прохладный воздух, то теплый, как наименее плотный, поднимается вверх. И в итоге образуется некая тепловая лента нагревания, которая по мере наполнения вытесняет весь холодный воздух из комнаты. Такое передвижение нагретого воздуха мы и называем конвекцией;

Проводимость

Если мы прикасаемся замерзшими руками к теплой батарее, наши руки постепенно согреваются. То есть этот способ теплообмена работает, когда два объекта соприкасаются;

Излучение

По своей природе оно отличается от конвекции и проводимости. Мы можем почувствовать излучение от горячих объектов, даже не касаясь их, так как горячие предметы излучают инфракрасное тепло. Это тепло невидимо, зато ощущается.

Конечно, полностью избавиться от процессов теплообмена в рамках термоса не получится, да и вакуум в сосуде является техническим и вовсе не абсолютным, но для бытовых нужд этого вполне достаточно.

Свести к минимуму три процесса

Если мы хотим, чтобы наш напиток как можно дольше оставался горячим, то мы должны свести к минимуму действие этих трех процессов: конвекции, излучения и проводимости. В этом и состоит предназначение термоса — минимизировать контакт содержимого с окружающей средой.

Получается, что конвекция образуется при перемещении тепла воздухом, а стенки термоса изолированы вакуумированной колбой. То есть конвекция в термосе исключена. Горячая вода внутри контактирует лишь со стенками колбы, за которой находится безвоздушное пространство, и, соответственно, проводимость сведена к минимуму. А тепловое излучение от нагретой жидкости отражается зеркальной стенкой колбы.

Таким же образом все эти механизмы работают и на сохранение холода, просто в обратную сторону. То есть тепло не может проникнуть внутрь термоса, чтобы нагреть находящуюся в нем жидкость.

Почему остывает термос

Все же жидкость в термосе остывает спустя какое-­то время. Скорость остывания напрямую коррелирует с качеством товара. Чем дольше содержимое сохраняет свою изначальную температуру, тем качественнее считается изделие.

Какие пути потери тепла в термосе являются самыми существенными:

• крышка — более 40% теплопотерь происходит именно через нее. Самая простая полая пробка будет пропускать меньше тепла, чем пробка с механизмом для открывания или клапаном. Также если у термоса широкие горловина и пробка, то содержимое будет остывать в нем быстрее, чем в термосе с узким горлом и небольшой пробкой.

• остывание через стенки термоса — это второй путь. Чем качес­твенней и глубже вакуум, тем меньше теплопотерь происходит этим способом. Но процесс вакуумирования довольно сложен технически и дорог, поэтому производители сами решают, какое оптимальное значение остаточного давления внутри термоса им выгоднее, чтобы наиболее рационально решить вопрос оптимизации производства и финансов.

Строение термоса

Все термосы имеют сходное строение, отличаясь друг от друга лишь небольшими технологическими решениями исполнения каких-­то элементов.

Корпус термоса

• металлический. Хоть он и обладает немалым весом, но отличается высокой прочностью и ударостойкостью. Металлический термос подходит для активного отдыха, так как его корпус хорошо защищает содержимое от повреждения;

• пластиковый, конечно, легче и стоит на порядок дешевле, однако он больше подойдет для стационарных мест, где невысок риск его падения или удара.

Между стенкой корпуса и колбой производители укладывают дополнительный слой теплоизоляции.

Колба термоса

Этот элемент является ключевым «хранителем» тепла. Чтобы свести к минимуму явления теплопроводности и исключить потери тепла, стенки колбы сделаны двой­ными. Между этими стенками создан вакуум, что практически исключает обмен тепла между содержимым и окружающей средой.

Колбы могут изготавливаться из следующих материалов:

• металл. Это самый частый вариант материала для изготовления колбы. В производстве используют пищевую нержавеющую сталь. Она прочная, стойкая к ударам, а гладкая, до блеска отполированная поверхность не впитывает запахи и является инертной по отношению к многих жидкостям.

• пластмасса. Она легкая, и это, пожалуй, главный и единственный плюс такого материала. А так она может получить повреждения при ударе, и, кроме того, пластмасса впитывает запахи от хранимых продуктов. Поэтому использовать такой термос, если вы хотите наливать в него разные напитки, не стоит — чай приобретет аромат кофе.

• стекло. Раньше такие колбы, имеющие зеркальное напыление, стояли во всех термосах. Чаще всего заполняли пространство между стенками твердыми изоляторами — обычно пенопластом. К плюсам можно отнести легкий уход, хорошие теплоизоляционные свой­ства и стойкость к поглощению запахов продуктов. Однако сейчас подобные колбы практически не используются из-­за хрупкости материала — малейшее падение приводит к разрушению колбы.

• пробка и крышка, служащие для закрытия горловины термоса. Обычно внутри крышки есть воздушная прослойка или любой пористый материал, обеспечивающие хорошую термоизоляцию. Наверное, именно в механизмах крышки больше всего вариантов различия термосов между собой. Но нужно понимать, что чем проще крышка и чем меньше в ней отверстий, тем больше тепла она сохраняет. А «замороченные» варианты со всевозможными клапанами и помпами хранят тепло хуже.

Кстати, иногда можно на упаковке с термосом увидеть надпись, что он предназначен для холодных напитков. Пусть вас это не смущает, он отлично сохранит тепло горячего чая, а эта надпись означает лишь, что в комплекте с термосом нет крышечки-­стаканчика, которая не обожжет ваши губы во время питья. Это просто некий маркетинговый ход, чтобы обезопасить себя от судебных исков; видимо, были прецеденты.

Какие бывают термосы по назначению

В настоящее время, в зависимости от предназначения, термосы можно разделить на 4 большие группы. Главное их различие лежит в основе спецификации, то есть их отличительными характеристиками будут объем и строение горловины изделия.

Термос для еды

Он характеризуется самой широкой горловиной, которая чаще всего не сужается, а равна диаметру пробки. Основное предназначение такого термоса — хранение еды. Он может быть представлен в различных объемах — от 0,5 до 2 литров. В пищевых термосах можно хранить и первые, и вторые блюда, а благодаря широкой горловине вынимать еду будет несложно. Единственное, большие пробка и диаметр горлышка способствуют значительным потерям тепла. Чаще всего термосы для еды используются в быту или автотуризме, так как для пешего туризма они довольно громоздки. Интересным вариантом является судковый термос. Внутри него помещаются несколько отдельных контейнеров, в которые можно уместить полноценный обед — и первое, и второе, и компот. Все контейнеры закрываются, а сбоку на корпусе часто крепится ложка. Но, конечно, этот вариант термоса подходит для бытового использования или коротких выходов на природу, очень уж они тяжелые и массивные.

Термос для напитков

Это самые распространенные термосы. Они характеризуются вытянутой, эргономичной формой, которая легко помещается в рюкзак, узкой горловиной и небольшой пробкой, за счет чего хорошо сохраняется тепло/холод напитка. Термосы для напитков представлены в совершенно разных размерах — от 0,3 литра и больше, в зависимости от потребностей. В качестве пробки в термосе для напитков используется крышка с клапаном, поэтому, чтобы налить чай, вам не нужно открывать крышку, выпуская теплый воздух из термоса, а всего лишь надо нажать кнопку клапана. Удобно, что крышка термоса является чашкой.

Универсальные термосы

Это класс термосов, которые могут использоваться и для напитков, и для горячих блюд. Они обладают более широкой конструкцией, чем питьевой термос, но не такой массивной, как термосы для еды. Внутреннюю крышку можно откручивать, открывая широкую горловину, а можно, нажимая только клапан в ней, применять для того, чтобы налить напиток. Внешняя крышка используется как чашка. Часто такие термосы оснащены складывающимися ручками для удобства применения.

Термостаканы

Это компактный вид термоса с небольшим объемом (0,2–0,5 литра), широкой горловиной и узкой колбой. Обычно такая ва­риация термосов используется в тех случаях, когда необходим небольшой объем напитка. Их применяют в автомобиле, при движении на велосипеде и даже на пешем маршруте при ходьбе с рюкзаком. Для этого есть модели, крышка которых легко открывается одной рукой.

Как выбрать нужный объем

Почему важно заранее рассчитать объем термоса, который вам понадобится в той или иной ситуации? Если взять небольшой термос, то его объема может не хватить, а если, наоборот, слишком большой, то, во‑первых, он будет громоздким (незачем нести лишний вес), а во‑вторых, чем больше свободного пространства остается в термосе, тем быстрее он остывает.

Оптимальный размер питьевого термоса рассчитывается, исходя из соотношения: на одного человека примерно 0,75 литра. Для двоих людей идеально, если объем термоса составляет где-­то 1,5 литра. Но, конечно, это ориентировочные цифры, ведь подбирается все индивидуально, исходя из вашего питьевого режима, типа активности, погодных условий и т. д.

Как долго термос сохраняет тепло

Чтобы определить, насколько термос хорошо держит тепло, производители термосов проводят испытания своих изделий, и по результатам термос приобретает характеристики теплоизоляционных свой­ств.

В начале эксперимента термос нагревается, а температура напитка, который заливают, составляет примерно 95 °C. Затем измеряют температуру спустя 6 часов и фиксируют ее. Следующий контрольный замер происходит через 12 часов. Для термосов высокого качества информативным является даже срок замера в 24 часа. Размеры полученных значений и являются показателем того, как хорошо термос держит тепло. К примеру, вот такие показатели являются очень хорошими для питьевого термоса со стальной колбой и объемом около 1 литра:

• 0 часов — 95 °C;

• через 6 часов — 80 °C;

• через 12 часов — 70 °C;

• через 24 часа — 60 °C.

Конечно, в реальной жизни время сохранения тепла будет зависеть от множества факторов: температуры окружающей среды, степени наполненности термоса, плотности жидкости или еды, которая находится внутри.

Но в целом, если вы берете термос известного производителя, то без горячего чая в течение 12 часов, а то и суток, вы не останетесь.

Что касается сохранения тепла в термостаканах, то не стоит ожидать от них таких же показателей времени, как и у питьевых термосов. Термостакан сохранит температуру вашего напитка лишь на несколько часов.

Купив термос, вы можете его проверить дома следующим образом: налив кипяток, через несколько минут потрогайте стенки термоса. Если они стали теплыми, то изделие лучше сразу вернуть: очевидно, что нарушен технологический процесс изготовления и тепло уходит из него, минуя все барьеры. Термос с горячей водой должен сохранять температуру окружающей среды.

На что обратить внимание

Дадим вам несколько советов, на какие нюансы стоит обратить внимание при выборе термоса в магазине.

• откройте термос и посмотрите на состояние внутренней колбы, поверхность металла должна быть идеально отполирована и блестеть;

• внутри не должно быть никаких посторонних и неприятных запахов;

• очень удобно, когда на термосе можно прикрепить стропу, а на корпусе есть пластиковые элементы или ручки, чтобы более удобно было держать его;

• наличие полноценной крышки с теплоизоляционным слоем позволит сэкономить на кружке в походе;

• для некоторых моделей термосов есть чехлы, это убережет корпус от царапин;

• обратите внимание на механизм клапана или крышки, чтобы оценить возможность промыть его после использования для хранения, например, заваренного чая, когда листочки заварки могут застрять внутри сложного механизма;

• кроме того, если в крышке термоса будет возможность налить содержимое, не открывая ее полностью, то это увеличит срок сохранения высокой температуры напитка;

• потрясите термос, плотно закрутив крышку, — качественное изделие не должно издавать никаких звуков и дребезжания;

• обратите внимание на наличие уплотнительных колец по радиусу крышки.

Эксплуатация термоса и уход

• Чтобы напиток или еда, которую вы храните в термосе, длительное время оставались холодными, предварительно как следует прогрейте колбу — налейте горячую воду, например. Таким образом вы снизите ненужные теплопотери содержимого, возникшие при контакте с холодными стенками.

• Не оставляйте большое незаполненное пространство внутри термоса, так содержимое быстрее остынет.

• Не наливайте горячий напиток прямо под горлышко, оставьте обязательно зазор в пару сантиметров — так внутри останется прослойка воздуха и содержимое не будет контактировать с крышкой термоса, отдавая тепло.

• Нельзя чистить термос изнутри абразивными средствами, они могут поцарапать отполированную поверхность колбы.

• Избавиться от неприятных запахов поможет уксус, разведенный водой (1:2) и залитый на ночь. Уплотнительное кольцо тоже должно быть покрыто этим раствором. С утра тщательно промойте термос.

Сейчас технологии производства термосов в целом находятся на высоком уровне, поэтому, заведомо приобретая термос у известных и проверенных компаний, мы можем, доверяя качеству, выбирать товар по подходящим нам параметрам: назначению, объему, дизайну.

Горячего вам кофе морозным утром!