Термос – история развития от рождения до зрелости.

Изобретенный в 1892 году Сэром Джеймсом Деваром, ученым из Оксфордского Университета, термос не предназначался для коммерческих целей. Тем не менее, в 1904 году два немца, один из которых был учеником сэра Девара, осознав большие потенциальные возможности данной идеи, сформировали Thermos GmbH. В 1907 году, Thermos GmbH продал права пользования торговой маркой Thermos трем независимым компаниям: Американской Thermos Bottle Company, New York; Английской Thermos LTD Tottenham и Канадской Canadian Thermos bottle Co.Ltd. Montreal. Все три компании Thermos работали независимо друг от друга, внедряя, развивая и укрепляя позиции Thermos на рынке. Приобретя статус изделия, широко пользующегося спросом, термос был использован во многих известных экспедициях, таких как: экспедиция E.H. Шакелтона на Южный Полюс; экспедиция лейтенанта Роберта Е. Пири на северный полюс, экспедиция полковника Русевелта в Момбассу и в сердце Африканского Конго с Ричардом Хардингом Дависом. Термос даже стал бортовой принадлежностью для Братьев Райт, которые брали его с собой в самолет, и для Count Zepplin, использовавшим термос в своих перелетах на воздушном шаре.

Термоса. Какие они бывают?

Современный термос, претерпевший массу изменений и усовершенствований в течение прошедшего времени не потерял своего значения в экспедиционной и туристической жизни. На сегодняшний день существует масса фирм производителей термосов и в продаже можно найти целый ряд изделий, различающихся по емкости, дизайну, цене. Какой же выбрать? Чтобы облегчить поиск ответа на этот вопрос нашими специалистами были проведены испытания некоторых термосов. Для испытаний были выбраны наиболее часто встречающиеся в туристических магазинах марки, а именно – Tatonka, Salewa, Enders и две модификации термосов «Экспедиция».

Внешние характеристики термосов:

Все выбранные модели изготовлены из стали, имеют двойные стенки, причем в пространстве между внешней и внутренней колбами создан вакуум, для улучшения термоизоляции. Емкость всех термосов 1 литр.
Термосы «Экспедиция» наиболее оригинальны по дизайну. Первый (третий от левого края рисунка) имеет поверхность камуфляжной окраски и находится в специальном пластиковом чехле с ручкой и ремнем для переноски; второй (четвертый от левого края рисунка) более узкий и длинный со стандартной металлической поверхностью, но полностью убирающийся в матерчатый чехол с молнией и ремнем. Оба указанных термоса имеют специальный клапан, облегчающий открывание термоса и специальная систему каналов, которая дает возможность наливать из термоса напитки не отвинчивая полностью пробку.
Термос Enders (пятый от левого края рисунка) вместо чехлов имеет резиновую накладку, которая не дает руке скользить по поверхности термоса при наливании напитка и не холодит руку при использовании термоса в сильные морозы. Пробка также обеспечена кнопкой и не требует полного отвинчивания при использовании термоса.
Термос Salewa (второй от левого края рисунка) не имеет на своей поверхности дополнительных элементов и его дизайн максимально прост, однако его пробка оборудована кнопкой аналогично предыдущим моделям.
Наконец, термос Tatonka (первый от левого края рисунка) Не имеет дополнительных элементов и завинчивается обычной пробкой без каких-либо кнопок.

План, условия исследования.

Основные испытания решено было разбить на 3 части. Каждый опыт был призван ответить на один из наиболее актуальных вопросов:

• как долго термос сохраняет температуру жидкости горячей в теплое время года?
• Как долго термос сохраняет температуру жидкости горячей на морозе?
• Стоит ли использовать всю жидкость из термоса сразу или можно отпивать по чашечке, а остальное будет сохраняться таким же горячим или наоборот быстро остынет?

1. поверхности термосов перед началом работы всегда были комнатной температуры, т. е. все термоса выдерживались с открытой крышкой в помещении не менее 30 мин после выливания из них горячей воды предназначенной для предыдущего опыта;
2. в испытуемые термоса заливался всегда крутой кипяток.
3. во время проведения экспериментов велись наблюдения за температурой окружающей среды, чтобы подтвердить ее постоянство.

Тест-драйв

Суть первого испытания - проверить, как изменяется температура воды внутри термоса с течением времени при положительной температуре окружающей среды. Для этого было проведено 4 опыта: термоса заливались и выдерживались в помещении с температурой воздуха 18°C в течение 3 часов, после чего проводились контрольные измерения. Далее остывшие термосы вновь заливали кипятком и выдерживали уже 6 часов, после чего проводили контрольное измерение. Таким же образом мы поучили температуру жидкости в термосе, спустя 12 и 24 часа.
Второе испытание проводилось аналогично первому, но термосы помещались в морозильную камеру с температурой -16°. Также получено четыре контрольные температуры через 3, 6, 12, 24 часа.
Третье испытание призвано проиллюстрировать, как меняется температура в термосе, если мы будем открывать его между контрольными измерениями. Это актуальный вопрос, когда жидкость из термоса используется не сразу вся (например, на обеде компанией из нескольких человек), а отпивается по чуть-чуть в течении дня. Для этого ставилось 3 опыта:

• Первый - термосы заполнялись кипятком и выдерживались 1,5 часа, после чего из каждого отливался мерный 100 гр. стаканчик жидкости, еще через 1,5 часа проводились контрольные измерения температуры;
• Второй – термосы заполнялись кипятком и выдерживались 1,5 часа, после чего из каждого отливался мерный стаканчик жидкости, еще через 1,5 часа отливался следующий стаканчик, и контрольное измерение проводилось через 6 часов с момента заполнения термоса;
• Третий – вода отливалась через 1,5, 3, 6 часов с момента заполнения термосов, а контрольное измерение проводилось через 12 часов с того же момента. Последняя серия опытов проводилась при температуре окружающей среды 18°С.

Результаты опытов приведены в таблицах:

Температура воды (°С) в термосе через некоторые интервалы времени при температуре окружающей среды 18°С

Для удобства проведения анализа приведем также результы испытаний в графической форме:

Результаты испытаний термосов при температуре окружающей среды 18°С

Результаты испытаний термосов при температуре окружающей среды -16°С

Результаты испытаний термосов при температуре окружающей среды 18°С
с промежуточным открыванием

Выводы.

Надо отметить, что все испытываемые термоса показали очень высокий результат. В аннотациях прилагаемых, например, к термосам Tatonka и Salewa приводятся гарантируемые температуры жидкости в термосе. Так вот, в наших испытаниях оба эти термоса показали гораздо более хорошие результаты, нежели обещали их изготовители.
Из приведенных выше материалов видно, что в течение 6 часов в теплое время года все термоса сохраняют температуру жидкости более 70°С (это «очень горячая» на ощупь вода). Спустя 12 часов во всех термосах вода все еще пригодна для заваривания чая в пакетике, и только Tatonka по истечении 12 часов продолжает держать температуру более 80°С. К концу суток опять лучший результат показала Tatonka в которой вода была 64°С.
Немного хуже дело обстоит с сохранением «горячести» в термосах при отрицательной температуре хранения. Из общих законов физики оно, в общем-то, и понятно – в морозы теплоотдача термоса должна быть явно выше, чем летом и вода соответственно остывает быстрее. Это-то и показали при испытаниях все термоса. Однако вид графика практически не изменился и порядок расположения на нем термосов не поменялся. Это говорит о том, что во всех термосах разница между измеренными температурами в тепле и на морозе примерно одинакова. Действительно, Tatonka и оба термоса ЭкспедицииSalewa и Enders разница составила 5-6 градусов. Спустя 12 часов «горячими» оставались Tatonka и «Экспедиция в камуфляже», в остальных вода была «более чем теплая» (выше 50°С). А вот сутки хранить напитки на морозе имеет смысл, наверное, не во всех термосах, так Enders и Salewa сохранили всего лишь 20 градусную воду. Однако если Вам на морозе необходимо просто иметь с собой запас жидкости, чтобы ее можно было пить, а не грызть ледышку, тогда применение термосов является удобным решением проблемы и здесь. Хочется сразу предостеречь – не храните жидкость в термосе на морозе слишком долго, т. к. если она все ж таки замерзнет, то вы получите проблему в виде термоса который невозможно открыть из-за того, что крышка примерзла, а растопить лед внутри термоса с закрытой крышкой тоже крайне сложно. В этом наши ребята могли убедиться в Восточной Якутии, «упустив» один из термосов до стадии полного промерзания.

Сложнее дело обстоит при исследовании температуры внутри термоса, если мы периодически используем часть воды оттуда. Понятно, что, открывая термос, для того чтобы добыть оттуда вожделенную жидкость, мы лишаем его на время термоизоляции и это влечет за собой дополнительные расходы энергии. Кроме того, отливая какое-то количество содержимого, мы уменьшаем его объем, заменяя воздухом, а теплоемкость у воды и воздуха разная, и это тоже приводит к уменьшению температуры. Третья серия опытов это подтвердила. Все полученные температуры были меньше чем, измеренные в опытах без промежуточных открываний. Однако график немного изменил свой вид. Видно, что в первые несколько часов Tatonka потеряла свою лидирующую позицию. И если анализировать не абсолютные значения температур, а разницу между соответствующими температурами при открывании и без, то получится, что потери тепла максимальные у Tatonkи (разницы температур при трех опытах: 6+5+5=16 градусов), далее идут Salewa (15 градусов), Экспедиция 2 (13 градусов), Экспедиция 1 (11 градусов) и Enders, у которого температуры, измеренные при двух испытаниях вообще мало чем отличаются. Такое положение дел можно объяснить разными конструкциями пробок. Как упоминалось в самом начале, у всех термосов, кроме Татонки, пробки оборудованы кнопкой, с помощью которой можно отжать клапан, освободив отверстие для выливания воды. Таким образом, для того чтобы глотнуть чайку совершенно не обязательно полностью отвинчивать пробку, достаточно лишь нажать кнопку. Очевидно, что при наличии такого клапана содержимое в термосе остывает значительно медленнее, чем если бы мы каждый раз отворачивали всю крышку. Что и видно из последнего испытания. Однако, как мы уже успели заметить, Tatonka по абсолютным показателям температуру держит лучше остальных термосов. Это тоже, видимо в какой-то мере, связано с видом пробки. Имея клапан, кнопку и прочие устройства, пробка теряет монолитность и, не смотря на всевозможные прокладки, тепло через такую крышку уходит быстрее.

Термосы используются не только для хранения горячих продуктов, но и для охлажденных напитков. Эта задача несколько более простая, поскольку разница температур внутри и снаружи термоса в этом случае гораздо меньше. Но такой опыт тоже был произведен. В термосы заливалась охлажденная до 7 градусов вода. Через 24 часа во всех термосах вода осталась семиградусной.
В общем и целом, для того чтобы выбрать подходящий термос теперь вам достаточно посмотреть на график и сделать выводы с учетом стоимости конкретных термосов. Успешного Вам путешествия.