Некоторые изоляционные материалы, такие как пластиковая пена, содержат захваченные пузырьки воздуха, которые улучшают их свойства в качестве изоляторов. Вакуумная изоляция, напротив, опирается на вакуум - пространство, которое почти полностью эвакуировано из воздуха - для замедления распространения тепла. Термос или вакуумная колба, вероятно, является наиболее распространенным повседневным примером.
Термос-колбы являются распространенным примером вакуумной изоляции.
Проведение и конвекция
Передача тепла через проводимость происходит посредством столкновений между молекулами. Однако вакуум - это просто пустое пространство. Он не содержит молекул - или, по крайней мере, очень немногих из них. Следовательно, передача тепла по проводимости не происходит. Конвекция также требует наличия газа, который может развивать конвекционные токи. Поскольку вакуум не содержит газа, теплопередача при конвекции не происходит в вакуумной изоляции.
излучения
Передача тепла радиацией на самом деле является довольно важным соображением для вакуумной изоляции. Все, что имеет температуру более абсолютного нуля, излучает некоторую энергию как излучение, хотя это значение сильно зависит от температуры. Невозможно полностью предотвратить потерю тепла излучением, хотя количество потерь тепла может быть значительно уменьшено за счет покрытия внутренней части вакуумной камеры с помощью светоотражающего покрытия, такого как тонкий слой серебра.
Термос
Термос-колба является повсеместным примером вакуумной изоляции при работе. Колба фактически имеет как внутреннюю, так и наружную стену, разделенные тонким слоем вакуума или почти пустым пространством. Внутренняя часть наружной стены покрыта светоотражающим материалом, чтобы отразить как можно больше инфракрасного света. Большая часть потерь тепла происходит через пробку, хотя они обычно также сделаны из изоляционных материалов. Колбы Dewar, используемые в лабораториях химии, в принципе аналогичны.
Соображения
Вакуумные изоляционные панели или контейнеры должны быть изготовлены из материалов с достаточной жесткостью и прочностью, чтобы выдерживать давление, которое они испытывают извне, поскольку изнутри нет противодавления. Помимо термосов и флюсов Dewar, вакуумная изоляция также находит применение в некоторых холодильных установках и морозильных камерах для холодных перевозок, хотя вакуумные изоляционные панели иногда также используются в строительстве зданий.