Termosların Sıcak ve Soğuk Tutma Mucizesi
Termoslar, sıcak içecekleri sıcak, soğuk içecekleri ise soğuk tutma becerileriyle tanınan ilginç ekipmanlardır. Peki, bu mucizevi cihazlar, içlerindeki sıvının sıcak mı yoksa soğuk mu tutulması gerektiğini nasıl bilebiliyor? Aslında, termoslar bu konuda herhangi bir “bilgiye” sahip değillerdir. Bunun yerine, termodinamiğin yasalarını ustaca kullanarak bu sıcaklık dengesini sağlarlar. Günümüzde oldukça yaygın bir şekilde kullanılan termoslar, hem yiyecekleri hem de içecekleri istenilen sıcaklıkta tutmak için idealdir. İlginçtir ki, termoslar, yiyeceklerle ilgili olmayan bilimsel araştırmalardan doğmuştur.
James Dewar ve Termosun Doğuşu
19. yüzyılın sonlarında, İskoç kimyager ve fizikçi James Dewar, sıvı oksijen üretebilen büyük bir makine geliştirdi. Ancak sıvı oksijen, yaklaşık -183°C’de kaynadığı için, bu sıvıyı incelemek amacıyla yeterince uzun süre soğuk tutmanın bir yolunu bulması gerekiyordu. Termodinamiğin ikinci yasasına göre, ısı her zaman daha sıcak alanlardan daha soğuk alanlara doğru hareket eder. Isı iletimi, doğrudan temas yoluyla; konveksiyon, sıvıların hareketiyle; radyasyon ise elektromanyetik dalgalar yoluyla gerçekleşir. Örneğin, bir fincana sıcak kahve koyduğunuzda, fincandaki atomlar ısı iletimi aracılığıyla çevreye ısı aktarır. Sıcak sıvının konveksiyon yoluyla yukarı çıkmasıyla birlikte, fincandaki atomların sıcaklığı çevreyle eşitlenir.
James Dewar, bu ısı transfer süreçlerini yavaşlatmanın bir yolunu keşfetti. Amacı, bir sıvıyı daha uzun süre soğuk tutmaktı. 1892 yılında, bir şişeyi başka bir şişenin içine yerleştirerek aralarında neredeyse vakum oluşturdu. Bu vakum tabakası, ısı iletimini ve konveksiyonu önlerken, şişenin içinde radyasyonu yansıtmak için yansıtıcı bir malzeme kullandı. Bu yenilikçi sistem, içindeki sıvıların ya da yiyeceklerin dış ortam tarafından ısıtılmasını veya soğutulmasını yavaşlatıyordu. Ancak Dewar, bu devrim niteliğindeki sistemin patentini almadı. Daha sonra, bu sistemin geliştirilmiş bir versiyonunu kullanan küçük şişeler, patentini alan şirketin adıyla “Termos” olarak tanınmaya başlandı.