Termos

De Viquipèdia
Salta a: navegació, cerca
Termos típic.
Flascó Dewar de laboratori, Deutsches Museum, Munich
Diagrama d’un termos
Termos de nitrogen

Un termos, en anglès:vacuum flask, Dewar flask, Dewar bottle o Thermos, és un recipient d’emmagatzematge aïllat tèrmicament que va ser inventar per Sir James Dewar l’any 1892, el flascó de buit consta de dos flascons ficats un dins de l’altre i unit pel seu coll. L’espai entre els dos flascons presenta un buit parcial el qual crea gairebé el buit que evita la transferència de la calor per conducció o per convenció.

Els termos es fan servir de manera domèstica per a mantenir begudes calentes o fredes durant cert temps o bé de forma industrial.

Història[modifica | modifica el codi]

El termos va ser dissenyat i inventat pel científic escocès James Dewar l’any 1892 com un resultat de la seva recerca en el camp de la criogènia. Quan efectuava experiments per a determinar la calor específica de l’element pal·ladi, Dewar formà una cambra de bronze que va tancar en una altra càmera per tal de mantenir el pal·ladi a la temperatura desitjada.[1] Va treure l’aire entre les dues cambres i va crear un buit parcial per mantenir la temperatura estable del seu contingut. Va desenvolupar el termo com un flascó amb vidre i alumini. dewar va refusar patentar el seu invent.[1]

Descripció del termo per Weinhold (1881)

Abans de l’invent de Dewar, Adolf Ferdinand Weinhold inventà la seva pròpia versió el 1881.[2]

Ja el 1904 el vidrers alemanys (com Reinhold Burger) van descobrir l’aplicació domèstica dels termos per mantenir les begudes fredes o calentes.[3][4] Aquests vidres alemanys sí que van patentar aquest invent. L’ampolla del termo va ser millorada i tornada a patentar pel vienès Gustav R. Paalen, i el nom "thermos" va esdevenir una marca registrada genèrica.[3]


El principi del flascó al buit és ideal també per a emmagatzemar certs tipus de combustible de coet i la NASA el va fer servir en dipòsits de propel·lents dels vehicles de llançament dels Saturn de la dècada de 1960 i 1970.

Termos de nitrogen[modifica | modifica el codi]

El termos de nitrogen és un envàs cilíndric d’una mida d’uns 70 x 20 centímetres. El seu interior és ple de nitrogen líquid, que es congela a una temperatura de −190 °C. És molt utilitzat en la inseminació artificial en humans i en animals.

Seguretat[modifica | modifica el codi]

Els termos tenen perill d’implosió i es poden trencar els vidres quan s’afegeix el líquid calent o fred ràpidament. A més els aparell criogènics dewars normalment estan pressuritzats i poden explotar si no es fan servir vàlvules de pressió.

Termodinàmica[modifica | modifica el codi]

La taxa de pèrdua d’energia a través d’un termos es pot analitzar termodinàmicament, des de l’inici de la relació segona TdS:[5]

Assumint que la pressió és constant al llarg del procés,

Rearranjant l’equació en termes de la temperatura de la superfície exterior de la paret interior del termos,

On

  • Tsurr és la temperatura de l’aire envoltant
  • ∆S és el canvi de l’entropia específica de l’acer inoxidable
  • cp és la capacitat de calor específica de l’acer inoxidable
  • Tcés la temperatura del líquid contingut dins el flascó
  • Tb' és la temperatura de la superfície exterior de la paret interior del termos

Ara considerem l’expressió general per la pèrdua de calor deguda a la radiació

En el cas del termos,

Substituint l’expressió anterior per Tb',

On

  • Q'0 és la taxa de transferència de calor per radiació a través de la part al buitdel termos
  • Ain és l’àrea de superfície de l’exterior de la paret interior del termos
  • εs.s. és l’emissivitat de l’acer inoxidable
  • σ és la Constant Stefan–Boltzmann

Assumint que la superfície exterior i la paret interior del termos estan cobertes amb plata polida per a minimitzar la pèrdua per radiació, podem dir que la taxa d’absorció de calor per la superfície interior de la paret exterior és igual a l’absorció de la plata polida de la calor radiada per la superfície exterior de la paret interior,

Per tal de mantenir l’equilibri d’energia,

Com que l’absorció de la plata polida és la mateixa que l’emissivitat, podem escriure

Per tant la taxa de pèrdua de calor és,

On

  • k és la conductivitat tèrmica de l’aire
  • h coeficient de la transferència convectiva de calor de l’aire lliure
  • εp.p és l'emissivitat del polipropilè
  • Alid superfície exterior
  • cpp.p. capacitat de calor específica del propilè
  • ∆Sp.p. entropia específica del propilè
  • ∆x és la distància sobre la qual té lloc la conducció del gradient de temperatura

Ara tenim una expressió de la taxa total de pèrdua de calor com la suma de les taxes de calor,

En la qual substituïm cadascuna de les expressions per cada component en l'equació.

Taxa de generació d’entropia del procés:

Escrita com,

Assumint un procés gradual,

No s’afegeix calor al sistema,

Referències[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Termos Modifica l'enllaç a Wikidata
  1. 1,0 1,1 Soulen, Robert «James Dewar, His Flask and Other Achievements». Physics Today, 49, març 1996, pàg. 32–37. Bibcode: 1996PhT....49c..32S. DOI: 10.1063/1.881490.
  2. «Life and works of Weinhold». Chemnitz University of Technology. [Consulta: 8 maig 2013].
  3. 3,0 3,1 «Our History». Thermos, LLC, 2011. [Consulta: 31 març 2013].
  4. http://www.bbc.co.uk/history/0/21835405
  5. «Thermodynamics eBook: TdS Relations».


  • Burger, R., Termos a l'USPTO (anglès), "Double walled vessel with a space for a vacuum between the walls," December 3, 1907.
  • Sella, Andrea «Dewar's Flask». Chemistry World, agost 2008, pàg. 75 [Consulta: 30 agost 2008].