กระติกน้ำสุญญากาศ คนส่วนใหญ่มีหรือคุ้นเคยกับกระติก หรือเรียกอีกอย่างว่ากระติกน้ำสุญญากาศ ฉันจำได้ว่าตอนเป็นเด็กมีกล่องอาหารกลางวันของฉัน วันหนึ่งแม่ของฉันอาจใส่น้ำองุ่นลงไป และในมื้อเที่ยง ฉันจะได้กินน้ำองุ่นเย็นๆ วันรุ่งขึ้นเธอจะใส่ซุปร้อนๆลงไป และฉันจะกินซุปร้อนๆ เป็นมื้อกลางวัน และฉันจำได้ว่าเคยถามว่า จะรู้ได้อย่างไรว่าควรเก็บของร้อนหรือเย็น ในทำนองเดียวกัน คุณอุ่นของในเตาอบ และทำให้เย็นลงในตู้เย็นทำไมสิ่งนี้ถึงทำทั้ง 2 อย่างได้
สมมติว่าคุณหยิบแก้วน้ำใส่น้ำแข็ง หรือชามซุปร้อนๆ แล้วปล่อยให้พวกเขานั่งบนโต๊ะในครัว คุณรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น ชามซุปจะเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง และแก้วน้ำแข็งจะอุ่นขึ้นจนถึงอุณหภูมิห้อง นี่คือข้อเท็จจริงทางเทอร์โมไดนามิกส์ของชีวิต ถ้าคุณนำวัตถุ 2 อย่างที่มีอุณหภูมิต่างกันมารวมกัน การถ่ายเทความร้อนจะทำให้วัตถุเหล่านั้นมีอุณหภูมิเท่ากัน
ดังนั้น ห้องและชามซุปร้อน จะมีอุณหภูมิเท่ากัน โดยกระบวนการถ่ายเทความร้อน ห้องจะอุ่นขึ้นเล็กน้อย และชามซุปจะเย็นลงมาก หากคุณต้องการให้ชามซุปร้อนนานที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นั่นคือถ้าคุณต้องการชะลอกระบวนการถ่ายเทความร้อนตามธรรมชาติให้มากที่สุด คุณต้องทำให้กระบวนการ 3 อย่าง ที่ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนช้าลงกระบวนการคือการนำ
เริ่มจากคำถามง่ายๆ ความร้อนคืออะไร ความร้อนคือการเคลื่อนที่ของอะตอม อะตอมแสดงถึงความร้อน ด้วยความเร็วของมันที่อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ จะไม่มีการเคลื่อนที่ของอะตอม แต่เมื่ออะตอมอุ่นขึ้น พวกมันก็จะเคลื่อนที่ ความร้อนจะถ่ายเทเมื่ออะตอมหนึ่งชนกัน เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น มันก็เหมือนกับการชนกันของลูกบิลเลียด อะตอมตัวที่ 2 รับการเคลื่อนที่บางส่วนจากอะตอมตัวแรก ความร้อนถูกถ่ายเทโดยการชนเหล่านี้
ตัวอย่างที่ดีที่สุดของปรากฏการณ์นี้คือการใช้แท่งโลหะ และให้ความร้อนที่ปลายด้านหนึ่ง ปลายอีกด้านหนึ่งจะอุ่นขึ้น และร้อนผ่านการนำไฟฟ้า เมื่อคุณวางกระทะโลหะบนเตา ด้านในของกระทะจะร้อน ผ่านการนำความร้อนผ่านโลหะที่อยู่ด้านล่างของกระทะ วัสดุบางชนิด เช่น โลหะเป็นตัวนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุอื่นๆ เช่น พลาสติก
การแผ่รังสีผลข้างเคียงอีกอย่างหนึ่งของการเคลื่อนที่ของอะตอม คือการสั่นสะเทือน และการสั่นสะเทือนจะนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่ไม่คาดคิดของรังสีอินฟราเรด จากข้อมูลของสารานุกรมบริแทนนิกา รังสีอินฟราเรดถูกดูดซับ และปล่อยออกมาจากการหมุน และการสั่นสะเทือนของอะตอม หรือกลุ่มของอะตอมที่มีพันธะเคมี และด้วยวัสดุหลายชนิด รังสีอินฟราเรดเป็นรูปแบบหนึ่งของแสง
ดวงตาของเราไม่สามารถมองเห็นอินฟราเรดได้ แต่ผิวหนังของเราสามารถสัมผัสได้ ประมาณครึ่งหนึ่งของพลังงานทั้งหมดของดวงอาทิตย์ที่มาถึงเรานั้น มาจากรังสีอินฟราเรดที่มองไม่เห็น ส่วนที่เหลือจะมองเห็นได้ในรูปของแสงอินฟราเรด เช่นเดียวกับแสงที่มองเห็นได้ สะท้อนจากกระจก และดูดซับได้ดีกว่าโดยวัตถุสีดำ เมื่ออินฟราเรดถูกดูดกลืน จะส่งผลให้เกิดการเคลื่อนที่ของอะตอม และทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น
ตัวอย่างทั่วไปของอินฟราเรด ได้แก่ ความร้อนที่คุณรู้สึกว่าแผ่ออกมาจากเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า หรือชิ้นส่วนโลหะที่ร้อนแดง ความร้อนที่คุณรู้สึกว่าแผ่ออกมาจากก้อนอิฐในเตาผิง แม้ว่าไฟจะดับไปแล้ว และความร้อนที่คุณรู้สึกว่าแผ่ออกมาจากผนังคอนกรีตหลังพระอาทิตย์ตกดิน การพาความร้อนเป็นสมบัติของของเหลวและก๊าซ เกิดขึ้นเนื่องจากของเหลวหรือก๊าซร้อนขึ้น ของเหลวหรือก๊าซมักจะลอยขึ้นเหนือส่วนที่เหลือของร่างกาย
ดังนั้น หากคุณมีชามซุปร้อนๆบนโต๊ะ ก็จะทำให้ชั้นอากาศรอบๆชามร้อนขึ้น ชั้นนั้นจะสูงขึ้นเพราะมันร้อนกว่าอากาศโดยรอบ อากาศเย็นจะเติมเข้าไปในช่องว่างที่เหลือ โดยอากาศร้อนที่ลอยขึ้น อากาศเย็นใหม่นี้จะร้อนขึ้นและสูงขึ้น และวัฏจักรจะเกิดขึ้นซ้ำ เป็นไปได้ที่จะเร่งการพาความร้อน นั่นคือเหตุผลที่คุณเป่าซุปร้อนเพื่อทำให้เย็นลง ถ้าไม่ใช่เพื่อการพาความร้อน ซุปของคุณก็จะร้อนนานขึ้น เพราะกลายเป็นว่าอากาศเป็นตัวนำความร้อนที่ค่อนข้างแย่ คุณสามารถเห็นกระบวนการถ่ายเทความร้อนทั้ง 3 นี้เกิดขึ้น
เมื่อคุณยืนข้างกองไฟ คุณอาจต้องยืนห่างจากกองไฟขนาดใหญ่แบบนี้ อย่างน้อย 20 ฟุต สิ่งที่ทำให้คุณห่างไกลคือความร้อนที่แผ่ออกมาจากไฟ ผ่านรังสีอินฟราเรด เปลวไฟ และควันลอยขึ้นโดยการพาความร้อน อากาศรอบกองไฟจะร้อนขึ้นและลอยสูงขึ้น พื้นดินที่อยู่ใต้กองไฟ 3 ฟุต จะร้อนขึ้นโดยการนำความร้อนชั้นบนสุดของดิน ได้รับความร้อนโดยตรง โดยการแผ่รังสี จากนั้นความร้อนจะถูกส่งผ่านชั้นของสิ่งสกปรกที่อยู่ลึกลงไปในดินในการสร้าง กระติกน้ำสุญญากาศ ที่ดีสิ่งที่คุณต้องทำ คือลดปรากฏการณ์การถ่ายเทความร้อนทั้ง 3 นี้ให้ได้มากที่สุด
วิธีหนึ่งในการสร้างภาชนะที่มีลักษณะคล้ายกระติกน้ำร้อน คือการนำขวดโหลมาห่อ เช่น ฉนวนโฟม ฉนวนกันความร้อนทำงานด้วย 2 หลักการ ประการแรกพลาสติกในโฟมไม่ใช่ตัวนำความร้อนที่ดีนัก ประการที่ 2 อากาศที่ติดอยู่ในโฟมเป็นตัวนำความร้อนที่แย่ยิ่งกว่า การนำไฟฟ้าจึงลดลง เนื่องจากอากาศจะแตกตัวเป็นฟองอากาศเล็กๆ ฉนวนโฟมอีกประการหนึ่ง ก็คือการกำจัดการพาความร้อนภายในโฟมเป็นส่วนใหญ่ การถ่ายเทความร้อนผ่านโฟมจึงค่อนข้างน้อย
บทความที่น่าสนใจ เครื่องลดความชื้น ศึกษาและเรียนรู้เกี่ยวกับเครื่องลดความชื้นแต่ละประเภท
