Die Thermoskanne

Jeder hat den Begriff “Thermoskanne” schon mal gehört, aber die meisten wissen nicht viel darüber: Warum funktioniert die Kanne, wie sie funktioniert? Woher kam sie? Eine gute Thermoskanne behält eine lange Zeit das Essen oder Getränk heiß oder kalt.

Geschichte

Vor über einem Jahrhundert entwickelte James Dewar, ein schottischer Chemiker und Physiker, und Adolf Ferdinand Weinhold gleichzeitig und unabhängig das vorläufige Prinzip der Thermoskanne. Sie wurde nach ihrem Erfinder im Englischen „Dewar Flasks“ genannt. Die ersten Thermoskannen, die für kommerzielle Zwecke hergestellt wurden, waren von der deutschen Gesellschaft Thermos AG im Jahre 1904. 59 Jahre später wurde dann aus dem Wort “Thermoskanne” eine geschützte Marke.

Die Physik

Eine Thermoskanne ist ein Gefäß, das seinen Inhalt durch das Abgrenzen von Inhalte und Umgebung mit Hilfe eines luftleeren Raumes heiß oder kalt hält. Das Vakuum wird daher für die Wärmedämmung benutzt. Das Essen oder Getränk kommt natürlich nicht in den luftleeren Raum, sondern wird in die innere Flasche gegeben.

Eine typische Thermosflasche besteht aus Plastik, Glas oder Metall. Denk einfach an zwei von dünnen Wänden umgebene Flaschen, welche man ineinander gestellt hat. Die Luft im schmalen Zwischenraum zwischen der inneren und äußeren Wand ist entfernt worden und die Köpfe von beiden Flaschen sind zusammengeschmolzen. Das so geschaffene Vakuum minimiert die Wärmeübertragung durch die Wärmekonvektion oder das Leitvermögen. Durch die Verwendung eines reflektierenden Überzuges kann außerdem die verloren gehende Wärmestrahlung nach Außen minimiert werden. Sir James Dewar benutzte in seinem Fall Silber.

Wärme geht also durch Leitvermögen, Konvektion (Wärmeströmung) und/oder Strahlung verloren. Als Beispiel für die Begriffe kann man sich ein großes Lagerfeuer vorstellen. Der Boden um das Feuer wird schon nach kurzer Zeit heiß, so dass man einige Schritte zurückgehen muss. Ein weiteres Beispiel für Leitvermögen kann man auch an einer Metallstange beobachten. Wenn man das Ende einer Eisenstange in das Feuer hält, ist das andere Ende nach kurzer Zeit ebenso heiß. Die zweite Übertragungsmöglichkeit ist wie oben geschrieben die Konvektion. Von Konvektion spricht man, wenn eine Flüssigkeit oder Gas sich aufheizt und anschließend durch chemische Vorgänge beeinflusst aufsteigt. Denk in unserem Beispiel vom  Lagerfeuer einfach an den vielen Rauch und die Flammen, die über dem Feuer zu sehen sind. Die dritte Quelle der Wärmeübertragung ist die Strahlung. Die Wärme, die du auf deinem Gesicht spürst, ist infrarote Strahlung. Obwohl du weit weg vom Feuer bist, kannst du die Wärme immer noch auf der Haut spüren. Eine Thermoskanne wird hergestellt, um die Übertragung von allen diesen drei Quellen zu vermindern.

Die innere Wand der Thermoskanne ist normalerweise dünn und hat eine niedrige Wärmekapazität. Deshalb geht ein wenig Hitze verloren bzw. kommt hinzu, wenn Essen oder Flüssigkeiten hinzugetan wird. Einige Wärme oder Kälte geht außerdem dort verloren, wo die zwei Flaschen aneinander angrenzen. Aus diesem Grund ist der Verschluss auch der Ort mit dem größten Verlust oder Gewinn von Wärme. Ursprünglich war der Verschluss ein großer  Korken. Obwohl der Korken noch immer benutzt wird, sind die meisten Verschlüssen jetzt aus Plastik oder Gummi.

Tipp: Wenn man die Thermoskanne vorwärmt bzw. vorkühlt, kann sie länger die gewünschte Temperatur beibehalten.

Weiß die Thermoskanne also, ob das Getränk oder Essen im Inneren heißt oder kalt ist? Kümmert es sie? Nein! Alles, was die Thermoskanne macht, ist das Begrenzen des Wärmetransportes durch die Wände. Dies lässt den Inhalt eine lange Zeitspanne die Temperatur beibehalten. Erstaunliche Erfindung, oder etwa nicht?