กระติกน้ำร้อนทำงานอย่างไร: ทำไมกระติกน้ำร้อนถึงไม่รู้สึกร้อนเมื่อสัมผัส แต่สามารถเก็บความร้อนอาหารได้นาน 6-8 ชั่วโมง? 🤔

ลองนึกภาพว่าคุณหยิบน้ำแข็งหนึ่งแก้วและซุปร้อนๆ หนึ่งชามมาวางไว้บนโต๊ะอาหาร คุณรู้ไหมว่าเกิดอะไรขึ้น: ซุปหนึ่งชามจะเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง ในขณะที่น้ำแข็งหนึ่งแก้วจะอุ่นขึ้นจนถึงอุณหภูมิห้อง

ตามหลักอุณหพลศาสตร์แล้ว เป็นเรื่องสามัญสำนึกที่ว่า หากนำวัตถุสองชิ้นที่มีอุณหภูมิต่างกันมารวมกัน การถ่ายเทความร้อนจะทำให้วัตถุทั้งสองมีอุณหภูมิเท่ากัน ดังนั้น “ห้อง” และ “ชามซุปร้อน” จึงมีอุณหภูมิเท่ากันผ่านกระบวนการถ่ายเทความร้อน กล่าวคือ ห้องจะอุ่นขึ้นเล็กน้อย ในขณะที่ชามซุปจะเย็นลงมาก

ซีกัล กระติกน้ำสุญญากาศ รุ่นแฮนดี้ ความจุ 0.75 ลิตร SEAGULL HANDY VACUUM FLASK BLACK 0.75 L.

฿279-฿279

ซื้อสินค้า

หากคุณต้องการให้ซุปร้อนนานที่สุดเท่าที่จะทำได้ นั่นคือ หากคุณต้องการชะลอกระบวนการถ่ายเทความร้อนตามธรรมชาติให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ คุณต้องชะลอกระบวนการทั้งสามที่ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อน กระบวนการทั้งสามนี้ ได้แก่:

การนำความร้อน — เริ่มต้นด้วยคำถามง่ายๆ ว่า ความร้อนคืออะไร? ความร้อนคือการเคลื่อนที่ของอะตอม “ความร้อน” ของอะตอมแสดงด้วยความเร็วของมัน ที่ศูนย์สัมบูรณ์ อะตอมจะนิ่ง แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อะตอมจะเริ่มเคลื่อนที่ การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นเมื่ออะตอมหนึ่งชนกับอะตอมอื่น เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น จะคล้ายกับการชนกันของลูกบิลเลียด อะตอมที่สองจะดูดซับการเคลื่อนที่ของอะตอมแรกบางส่วน ความร้อนจะถูกถ่ายเทผ่านการชนกันเหล่านี้

ตัวอย่างที่ดีที่สุดของปรากฏการณ์นี้คือการนำแท่งโลหะมาเผาปลายด้านหนึ่ง ปลายอีกด้านหนึ่งจะร้อนขึ้นและอุ่นขึ้นผ่านการนำความร้อน เมื่อนำหม้อโลหะไปวางบนเตา ภายในหม้อจะร้อนขึ้นผ่านการนำความร้อนที่ก้นหม้อ วัสดุบางชนิด (เช่น โลหะ) นำความร้อนได้ดีกว่าชนิดอื่น (เช่น พลาสติก)

รังสี – ผลข้างเคียงอีกประการหนึ่งของการเคลื่อนที่ของอะตอมคือการสั่นสะเทือน ซึ่งอาจนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่ไม่คาดคิดของรังสีอินฟราเรด สารานุกรมบริแทนนิการะบุว่า “รังสีอินฟราเรดถูกดูดซับและปล่อยออกมาจากการหมุนและการสั่นสะเทือนของอะตอมหรือกลุ่มอะตอมที่มีพันธะทางเคมี ดังนั้น สารหลายชนิดจึงดูดซับและปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา” รังสีอินฟราเรดเป็นรูปแบบหนึ่งของแสง

ดวงตาของเราไม่สามารถมองเห็นแสงอินฟราเรดได้ แต่ผิวหนังของเราสามารถรับรู้ได้ ประมาณครึ่งหนึ่งของพลังงานจากดวงอาทิตย์มาถึงร่างกายเราในรูปของรังสีอินฟราเรดที่มองไม่เห็น ส่วนที่เหลือเป็นแสงที่มองเห็นได้ เช่นเดียวกับแสงที่มองเห็น แสงอินฟราเรดจะสะท้อนจากกระจกและถูกดูดซับโดยวัตถุที่มืดได้ง่ายกว่า เมื่อแสงอินฟราเรดถูกดูดซับ จะทำให้อะตอมเคลื่อนที่ ส่งผลให้อุณหภูมิสูงขึ้น ตัวอย่างทั่วไปของแสงอินฟราเรด ได้แก่ ความร้อนที่รู้สึกได้จากเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าหรือโลหะที่ร้อนจัด ความร้อนที่รู้สึกได้จากอิฐในเตาผิงแม้ในขณะที่ไฟดับ และความร้อนที่รู้สึกได้จากผนังคอนกรีตหลังจากพระอาทิตย์ตกดิน

การพาความร้อน – การพาความร้อนเป็นคุณสมบัติของของเหลวและก๊าซ การพาความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากเมื่อของเหลวหรือก๊าซได้รับความร้อน มันจะลอยตัวสูงกว่าของเหลวหรือก๊าซส่วนที่เหลือ ดังนั้นหากคุณมีชามซุปร้อนบนโต๊ะ มันจะให้ความร้อนแก่ชั้นอากาศรอบๆ ชาม เนื่องจากชั้นอากาศนี้อุ่นกว่าอากาศโดยรอบ จึงลอยตัวขึ้น อากาศที่เย็นกว่าจะเข้ามาเติมเต็มช่องว่างที่เหลือจากอากาศร้อนที่ลอยตัวขึ้น จากนั้นอากาศที่เย็นกว่านี้จะร้อนขึ้นและลอยตัวขึ้นอีกครั้ง และวงจรนี้ก็จะเกิดขึ้นซ้ำๆ เป็นไปได้ที่จะเร่งการพาความร้อน นั่นเป็นเหตุผลที่คุณเป่าซุปร้อนเพื่อทำให้เย็นลง หากไม่มีการพาความร้อน ซุปของคุณจะร้อนนานขึ้น เพราะปรากฏว่าอากาศเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี

เมื่อคุณยืนข้างกองไฟ คุณจะเห็นกระบวนการถ่ายเทความร้อนทั้งสามอย่างนี้เกิดขึ้น:

คุณอาจต้องการอยู่ห่างจากกองไฟขนาดใหญ่แบบนี้อย่างน้อย 20 ฟุต (6 เมตร) เหตุผลที่คุณต้องอยู่ห่างจากกองไฟก็เพราะว่ามันแผ่ความร้อนผ่านรังสีอินฟราเรด เปลวไฟและควันลอยขึ้นด้านบนโดยการพาความร้อน อากาศรอบกองไฟจะร้อนขึ้นและลอยขึ้น พื้นดินที่อยู่ลึกลงไปจากกองไฟ 3 ฟุต (1.9 เมตร) จะร้อนขึ้นโดยการนำความร้อน ดินชั้นบนจะได้รับความร้อนโดยตรง (ผ่านการแผ่รังสี) จากนั้นความร้อนจะถูกส่งผ่านชั้นดินลึกลงไปในดิน

ในการผลิตกระติกน้ำร้อนที่ดี สิ่งที่คุณต้องทำคือลดปรากฏการณ์การถ่ายเทความร้อนทั้งสามประการนี้ให้เหลือน้อยที่สุด

วิธีหนึ่งในการสร้างภาชนะที่มีลักษณะคล้ายกระติกน้ำร้อนคือการใช้กระป๋องแล้วห่อด้วยฉนวนโฟม ฉนวนทำงานบนหลักการสองประการ ประการแรก พลาสติกในโฟมนำความร้อนได้ไม่ดี ประการที่สอง อากาศภายในโฟมนำความร้อนได้น้อยลง ทำให้ค่าการนำความร้อนลดลง เนื่องจากอากาศถูกย่อยสลายเป็นฟองอากาศขนาดเล็ก ฉนวนโฟมจึงมีผลในการลดการพาความร้อนภายในโฟมได้อย่างมาก ส่งผลให้การถ่ายเทความร้อนผ่านโฟมมีน้อยมาก

ปรากฏว่ามีฉนวนที่ดีกว่าโฟมมาก นั่นคือสุญญากาศ สุญญากาศถูกนิยามว่าเป็นภาวะที่ไม่มีอะตอม ส่วน "สุญญากาศสมบูรณ์แบบ" จะมีอะตอมเป็นศูนย์ การสร้างสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้ แต่ก็สามารถเข้าใกล้ได้ หากไม่มีอะตอม การนำและการพาความร้อนจะหายไปโดยสิ้นเชิง

ภายในกระติกน้ำร้อนมีซองแก้วที่กักเก็บสุญญากาศ กระติกน้ำร้อนมีแก้วอยู่ข้างในและมีสุญญากาศล้อมรอบแก้ว เนื่องจากซองแก้วมีความเปราะบาง จึงมักถูกหุ้มด้วยพลาสติกหรือโลหะ กระติกน้ำร้อนหลายรุ่นมีซองแก้วที่สามารถคลายเกลียวและถอดออกได้

（พรีออเดอร์）CIVAGO（26oz）แก้วกาแฟสแตนเลสสตีลพร้อมฝาปิด กระติกสุญญากาศเซรามิคไลเนอร์ ชุดภาพวาดลายพิเศษ

฿434-฿459

ซื้อสินค้า

กระติกน้ำร้อนก้าวไปอีกขั้น พื้นผิวแก้วเคลือบเงิน (เหมือนกระจก) เพื่อลดรังสีอินฟราเรด การผสมผสานระหว่างสุญญากาศและการเคลือบเงินช่วยลดปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทผ่านการพาความร้อน การนำความร้อน และการแผ่รังสีได้อย่างมาก

แล้วทำไมสิ่งที่ร้อนในกระติกน้ำร้อนถึงเย็นตัวลงในที่สุด? แผนภาพแสดงเส้นทางการถ่ายเทความร้อนสองเส้นทาง เส้นทางที่ใหญ่ที่สุดคือฝาขวด อีกเส้นทางหนึ่งคือแก้ว ซึ่งเป็นเส้นทางนำความร้อนที่ส่วนบนของกระติกน้ำร้อนเชื่อมกับผนังด้านในและด้านนอก แม้ว่าปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทผ่านเส้นทางเหล่านี้จะน้อย แต่ก็ไม่ใช่ศูนย์

กระติกน้ำร้อนรู้ไหมว่าของเหลวข้างในร้อนหรือเย็น? จริงอยู่ว่ามันไม่รู้ มันแค่จำกัดปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทผ่านผนัง ซึ่งช่วยให้ของเหลวข้างในคงอุณหภูมิเกือบคงที่ได้เป็นเวลานาน ไม่ว่าจะร้อนหรือเย็นก็ตาม