Eine Thermosflasche hat zwei Wände mit einem fast luftleeren Spalt dazwischen. Durch diesen Spalt gelangt nur wenig Wärme. Glänzende Flächen und ein isolierender Deckel helfen ebenfalls. So kühlt warmer Tee langsamer ab, und kaltes Wasser erwärmt sich langsamer.
Auf einem Ausflug ist der Tee aus der Thermosflasche auch bei der zweiten Pause noch warm. An einem Sommertag bleibt in derselben Flasche das Wasser länger kühl. Wie kann dieselbe Flasche beides?
Zwischen den Wänden ist fast keine Luft
Stell dir eine kleine Flasche in einer größeren vor. Die innere Wand berührt das Getränk. Die äußere Wand berührt die Umgebungsluft. Dazwischen liegt ein schmaler Spalt, aus dem beim Herstellen fast die ganze Luft gepumpt wird. Das nennt man ein Vakuum.
In einem Spalt voller Luft können Luftteilchen Wärme weitergeben. Auch strömende Luft kann Wärme mitnehmen. Im Vakuum sind dafür kaum Teilchen vorhanden. Über diesen Weg gelangt also viel weniger Wärme von einer Wand zur anderen.
Glänzende Flächen und der Deckel helfen
Wärme kann auch als unsichtbare Strahlung durch den Spalt gelangen. Dafür braucht sie keine Luft. Viele Thermosflaschen haben dem Spalt zugewandte glänzende Flächen. Sie verringern die Wärmeübertragung durch Strahlung.
Am Flaschenhals treffen die Wände zusammen. Dort kann Wärme durch das Material weiterwandern. Ein gut schließender, isolierender Deckel bremst den Wärmeaustausch an der Öffnung.
Bei kaltem Wasser geht die Wärme nach innen
Bei warmem Tee geht insgesamt Wärme vom Tee an die kühlere Umgebung. Bei kaltem Wasser in einem warmen Zimmer geht sie in die andere Richtung, von der Umgebung zum Wasser. Die Flasche bremst beides.
Auch in einer Thermosflasche nähert sich die Temperatur des Getränks mit der Zeit der Temperatur seiner Umgebung. Das dauert nur länger.
Vergleiche zwei Flaschen mit kaltem Wasser
- Gieße gleich viel Wasser aus dem Kühlschrank in eine Thermosflasche und in eine ähnlich große, einwandige Trinkflasche. Miss mit einem Küchenthermometer die Temperatur in beiden Flaschen und schraube beide Deckel zu.
- Stelle beide Flaschen nebeneinander an einen schattigen Platz im Zimmer. Lass sie 30 Minuten geschlossen stehen.
- Miss die Wassertemperatur in beiden Flaschen noch einmal. In welcher Flasche hat sie sich weniger verändert? Wenn der Unterschied klein ist, schließe beide Flaschen und miss nach weiteren 30 Minuten erneut.
Für den Vergleich reichen kaltes Wasser und zwei saubere, unbeschädigte Flaschen.
Zum Mitnehmen
Das Vakuum zwischen den Wänden, glänzende Flächen und der Deckel bremsen den Wärmeaustausch. So bleiben warme Getränke länger warm und kalte länger kalt.
Warum bleibt kaltes Wasser in der Thermosflasche länger kalt?
Quellen & Weiterlesen
LEIFIphysik / FWU · Thermosflasche ↗The University of Queensland Physics Museum · Vacuum Flask ↗University of Colorado Boulder · Thermos Set ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
