Bình giữ nhiệt, có những dạng khác như bình thủy, phích nước, là một vật dụng dùng để chứa và giữ/tăng/giảm nhiệt độ dung dịch có trong bình đó nhờ thiết kế khoa học của nó. Được sáng chế vào năm 1892 do ông Sir James Dewar và giờ đã trở thành một vật dụng không thể thiếu.
1. Lịch sử bình giữ nhiệt
1.1. Bình giữ nhiệt giai đoạn mới xuất hiện
Bình giữ nhiệt được thiết kế và phát minh bởi nhà khoa học người Scotland, Sir James Dewar vào năm 1892. Do kết quả nghiên cứu của ông trong lĩnh vực kỹ thuật lạnh và đôi khi được gọi là bình Dewar để vinh danh ông.
Trong khi thực hiện các thí nghiệm xác định nhiệt riêng của nguyên tố paladi. Dewar đã chế tạo một buồng bằng đồng mà ông đặt trong một buồng khác để giữ cho paladi ở nhiệt độ mong muốn của nó.
Ông ta hút không khí giữa hai khoang, tạo ra một phần chân không để giữ cho nhiệt độ của bên trong ổn định. Thông qua nhu cầu về bình chứa cách nhiệt này, James Dewar đã tạo ra bình giữ nhiệt.
Trở thành một công cụ quan trọng cho các thí nghiệm hóa học và cũng trở thành một vật dụng gia đình thông thường. Sau đó, bình được phát triển bằng cách sử dụng các vật liệu mới như thủy tinh và nhôm; tuy nhiên, Dewar đã từ chối cấp bằng sáng chế cho phát minh của mình.
Thiết kế của Dewar nhanh chóng được chuyển đổi thành một mặt hàng thương mại vào năm 1904 khi hai thợ thổi thủy tinh người Đức, Reinhold Burger và Albert Aschenbrenner, phát hiện ra rằng nó có thể được sử dụng để giữ đồ uống lạnh và đồ uống ấm nóng và phát minh ra một thiết kế bình mạnh mẽ hơn, phù hợp với hàng ngày sử dụng.
Thiết kế bình Dewar chưa bao giờ được cấp bằng sáng chế nhưng những người đàn ông Đức phát hiện ra việc sử dụng thương mại cho sản phẩm đã đặt tên cho nó là Thermos (phích nước).
1.2. Bình giữ nhiệt giai đoạn sau
Việc sản xuất và hiệu suất của bình giữ nhiệt đã được cải tiến và tinh chỉnh đáng kể bởi nhà phát minh và thương gia người Vienna, Gustav Robert Paalen.
Người đã thiết kế nhiều loại khác nhau cho mục đích sử dụng trong gia đình, mà ông cũng đã được cấp bằng sáng chế và phân phối rộng rãi thông qua các Công ty Bình giữ nhiệt ở Hoa Kỳ, Canada và Vương quốc Anh, đã mua giấy phép cho các thị trường quốc gia tương ứng.
Công ty Bình giữ nhiệt của Mỹ đã xây dựng một cơ sở sản xuất hàng loạt ở Norwich, CT, nhằm hạ giá thành và cho phép phân phối rộng rãi sản phẩm để sử dụng tại nhà.
Theo thời gian, công ty đã mở rộng kích thước, hình dạng và chất liệu của các sản phẩm tiêu dùng này, chủ yếu được sử dụng để mang cà phê khi di chuyển và đựng chất lỏng trong các chuyến đi cắm trại để giữ chúng nóng hoặc lạnh. Cuối cùng các nhà sản xuất khác đã sản xuất các sản phẩm tương tự để sử dụng cho người tiêu dùng.
Sau đó, cái tên này đã trở thành một nhãn hiệu đã được phổ biến hóa sau khi thuật ngữ “phích nước” trở thành tên gọi gia dụng cho một vật chứa cách nhiệt chân không cho chất lỏng.
Nó tiếp tục được sử dụng cho nhiều loại thí nghiệm khoa học khác nhau và “Thermos” thương mại đã được chuyển thành một vật dụng thông thường.
2. Thiết kế bình giữ nhiệt
Bình giữ nhiệt bao gồm hai bình, một bình được đặt trong bình còn lại và kết nối với nhau ở cổ bình. Khoảng trống giữa hai bình được hút chân không một phần, tạo ra chân không một phần làm giảm sự dẫn nhiệt hoặc đối lưu.
Sự truyền nhiệt bằng bức xạ nhiệt có thể được giảm thiểu bằng cách tráng bạc bề mặt bình đối diện với khe hở nhưng có thể trở thành vấn đề nếu bên trong bình hoặc môi trường xung quanh rất nóng; do đó bình giữ nhiệt thường chứa các chất bên dưới nhiệt độ sôi của nước.
Phần lớn sự truyền nhiệt xảy ra qua cổ và miệng bình, nơi không có chân không. Nó thường được làm bằng kim loại, thủy tinh borosilicate, bọt hoặc nhựa và có nút mở bằng nút bần hoặc nhựa polyetylen. Bình giữ nhiệt thường được dùng làm thùng vận chuyển cách nhiệt.
Kết luận
Mong qua bài viết này các bạn sẽ nắm được quá trình từ một phát minh của nhà khoa học Scotland trở thành một sản phẩm toàn cầu, bình giữ nhiệt.
Về nguyên lý hoạt động của nó sẽ rất phức tạp nếu đi sâu vào những lý luận khoa học nên một bài viết nhân văn là cần thiết cho một vật dụng thường ngày.
