Come fa il thermos a mantenere la temperatura delle bevande?

Il vaso di Dewar, noto a chiunque con il nome di thermos, fu inventato dal fisico James Dewar nel 1892 e commercializzato per la prima volta dalla ditta tedesca Thermos GmbH. Torna utile per mantenere gli alimenti e le bevande al caldo o al freddo, isolandoli termicamente dall'ambiente esterno. Due pareti tra le quali viene creato il vuoto: ecco il segreto per mantenere costante la temperatura per molte ore.

Come è fatto il thermos

Il thermos non è una semplice bottiglia ma è un contenitore formato da due pareti, una interna e una esterna, tra le quali viene creato il vuoto.

L’aria tra queste è infatti risucchiata in fase di costruzione, in modo che questa area si trovi ad essere poi sottovuoto. Importante è che anche il tappo del thermos sia con una chiusura tale da sigillare bene la bottiglia (si pensi solo che le maggiori perdite si hanno proprio in corrispondenza del tappo!).
Se non esistono sistemi di riscaldamento o di raffreddamento, come in un forno o in un frigo, come fa il thermos a mantenere le tisane al caldo e le bevande fresche? Il segreto è proprio in quella piccola area sottovuotata, che funge da potentissimo isolante.

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Come funziona il thermos?

Alla base del buon funzionamento del thermos non c’è un qualche elemento riscaldante che tiene le bevande al caldo o un liquido refrigerante che garantisce un ambiente freddo, ma un isolamento tale da non far scambiare calore tra la bevanda e l’ambiente circostante. Se non c’è scambio di calore, anche la sua temperatura non varia!

Il calore si può trasferire in tre modi: per convezione, conduzione e irraggiamento. Nei primi due casi è cruciale la presenza di un mezzo di scambio, come l’aria. Ecco che la zona sottovuoto, quindi senza aria, annulla completamente la possibilità che il calore scappi dalla bevanda o per convezione o per conduzione. Il calore perciò rimane nella bevanda, o – al contrario – se la bevanda è fresca, l’ambiente circostante non potrà riscaldarla entrandoci in contatto.
In ogni caso, lo scambio di calore per irraggiamento è sensibilmente minore rispetto agli altri due metodi, anche se, comunque, le pareti interne del thermos sono costituite di materiale riflettente in modo da minimizzare le perdite.

Equilibrio termico

Nonostante il thermos riesca a mantenere a lungo la temperatura di ciò che contiene, alla fine sia il recipiente che il suo contenuto cercheranno di raggiungere l’equilibrio termico, ossia ci saranno una serie di scambi di calore per cui la bevanda tenderà a raggiungere la temperatura dell'ambiente in cui si trova. Pensate ad una tazza di caffè dimenticata sul tavolo: dopo un po’ non sarà più calda, ma a temperatura ambiente.
Ecco, nel thermos questo processo avviene comunque, ma in modo incredibilmente più lento. E sarà tanto più lento quanto è migliore l’isolamento che riescono a garantire i materiali che lo compongono.