مبدأ عمل جهاز الترموس

1994 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء الخامس

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

جهاز الترموس أدوات الفيزياء

يستخدم الترموس عادة في الرحلات لحفظ بعض المشروبات ساخنة أو باردة، وهو مصمم بطريقة تمنع انتقال الحرارة منه أو إليه. وتتطلب معرفة فكرة عمله أن نتعرف طرق انتقال الحرارة.

تنتقل الحرارة بثلاث طرق، هي:

1-  التوصيل.

2-  الحمل.

3- الإشعاع.

 

انتقال الحرارة بالتوصيل:  إذا غمست طرف ملعقة معدنية في كوب شاي ساخن، فإنك ستشعر بسخونة طرفها الآخر الذي تمسكه بأصابعك، ويرجع هذا إلى انتقال الحرارة خلال مادة الملعقة من الشاي الساخن إلى تلك الأصابع.

وانتقال الحرارة خلال المادة من طرفها الساخن إلى طرفها البارد تسمى  «انتقال الحرارة بالتوصيل». وهناك مواد جيدة التوصيل للحرارة مثل الفلزات، ومواد رديئة التوصيل مثل الزجاج.

 

انتقال الحرارة بالحمل: تنتقل الحرارة في السوائل والغازات بالحمل، فعند تسخين سائل (أو غاز) يتمدد وتقل كثافته فيرتفع الى أعلى ويحل محله سائل( أو غاز) بارد جديد.

وبهذه الكيفية تتكون تيارات متصلة صاعدة وهابطة تعرف باسم «بتيارات الحمل».

 

انتقال الحرارة بالإشعاع: تنتقل الحرارة من الشمس الى الأرض بطريقة تختلف عن الطريقتين السابقتين.

لأن الفراغ الموجود بين الشمس والأرض لا يحتوي على وسط مادي يمكن أن تنتقل خلاله الحرارة بالتوصيل أو الحمل.

 

ومعنى هذا أنه لا بد من وجود طريقة ثالثة تنتقل بها الحرارة من الشمس إلى الأرض وهي «الإشعاع».

وانتقال الحرارة بالإشعاع لا يتطلب وجود وسط مادي إذ أن الحرارة يمكن أن تنتقل بالإشعاع خلال الفراغ. وكذلك الأجسام الملتهبة والساخنة على الأرض. تنتقل منها الحرارة بالإشعاع خلال الهواء.

وسنرى من خلال التعرف على تركيب الترموس كيف أنه لايسمح بانتقال الحرارة منه أو اليه. وبذلك تحتفظ محتوياته بدرجة حرارتها سواء كانت ساخنة أو باردة.

يتركب الترموس من إناء زجاجي مزدوج الجدران، ويتم تفريغ الحيز الموجود بين الجدارين من الهواء تقريبا.

 

ويكون الوجهان المتقابلان الداخليان مفضضين. وكما هو معروف فإن السطوح المفضضة تعمل كعاكسات جيدة للإشعاع الحراري، ولذا فإن الحرارة المنتقلة بالإشعاع من الجدار الداخلي إلى الجدار الخارجي أو العكس تكون أقل ما يمكن.

ومن جهة أخرى، حينما يكون الحيز المحصور بين الجدارين  مفرغا من الهواء تفريغا جيدا فإن انتقال الحرارة بالحمل يكون منعدما.

كما أن انتقال الحرارة بالتوصيل خلال الزجاج أقل ما يمكن لسببين، أولهما أن الزجاج رديء التوصيل للحرارة، وثانيهما أن المسار الذي تتخذه الحرارة المنتقلة بالتوصيل مسار طويل.

 

وفي الترموس الجيد، لا يحدث فقد الحرارة أو اكتسابها إلا من خلال غطاء الترموس.

ولحفظ الترموس من التعرض للكسر فإنه يحفظ داخل وعاء معدني معزول عن الإناء الزجاجي بواسطة طبقة من اللباد، وهذه تساعد أيضا على احتفاظ زجاجة الترموس بدرجة حرارتها.

 

وعلى هذا فالترموس يحتفظ بالمشروبات المثلجة باردة، لانه يمنع انتقال حرارتها إلى الجو المحيط بها.

وتستخدم فكرة الترموس نفسها في صنع أوعية أخرى مختلفة الأحجام والأشكال، لحفظ المأكولات والفاكهة وزجاجات الشراب وقطع الثلج، في أثناء الرحلات وحياة المعسكرات والخيام. وهذه الأوعية فيها جدر زجاجية مزدوجة، وليست في كفاءة الترامس التي شرحنا تركيبها.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]