불탄 차 안, 텀블러에 얼음 그대로 : 보온의 원리

최근 한 SNS에서 흥미로운 사건이 발생했습니다.

바로 차가 불 탔음에도 불구하고 멀쩡한 텀블러와 그 속의 얼음이 그대로 있었다는 겁니다.

다니엘 틱톡 캡쳐

이 사진을 본 텀블러 제조 업체 '스태리'가 차주에게 자동차를 하나 선물해줄 것이라고 했답니다ㅋㅋㅋㅋ

텀블러가 아주 좋다는 것을 광고해버린 그....

 

이 기사를 보고 저는 진짜 텀블러의 보온 원리가 대단하다고 생각했습니다.

차가 저 정도로 탔는데 말이 되나....? 싶었어요...

그래서 보온병의 원리에 대해서 알아보도록 하겠습니다.(억까아닙니다; 순수 궁금해져서 그렇습니다ㅎㅎㅎ)

 

보온병의 원리

보온병은 주로 따뜻한 음료나 음식을 따뜻하게 보관하기 위해 사용되는 장비입니다. 보온병의 원리는 열 전달과 열 손실을 최소화하여 내부의 온도를 오랫동안 유지하는 것에 기반하고 있습니다. 다음은 보온병의 주요 원리입니다.

두산백과

1. 열 전달과 열 손실: 보온병은 열 전달과 열 손실을 최소화하여 내부의 열을 보존합니다. 열 전달은 물질 사이에서 열이 전달되는 과정을 나타내며, 열 손실은 환경과의 열이 손실되는 과정을 의미합니다.
2. 이중 벽 구조: 많은 보온병은 이중 벽 구조로 되어 있습니다. 내부와 외부 벽 사이에 공기층이 존재하여 열 전달을 방해하고 열 손실을 최소화합니다. 공기는 열 전도율이 낮아 열 전달을 효과적으로 차단하는 역할을 합니다.
3. 닫힌 뚜껑: 보온병은 보통 닫힌 뚜껑을 가지고 있어 외부와의 열 교환이 최소화됩니다. 뚜껑을 닫음으로써 내부의 열이 외부로 쉽게 빠져나가지 않도록 합니다.
4. 열 전도율이 낮은 재료 사용: 내부와 외부 벽, 그리고 뚜껑에는 열 전도율이 낮은 재료가 사용됩니다. 이는 열이 빠르게 전달되지 않도록 하는 데 도움이 됩니다.
5. 진공 단열층: 일부 고급 보온병은 내부 벽과 외부 벽 사이에 진공 단열층을 가지고 있습니다. 진공은 열 전도를 거의 방해하지 않기 때문에 열 손실을 효과적으로 막아줍니다.

이러한 원리들이 결합되어 보온병은 따뜻한 음료나 음식을 오랫동안 보온할 수 있게 됩니다.

 

여기서 열전도율이란?

물질이 열을 전도하는 능력을 나타내는 물리적인 특성입니다. 열 전도율은 일반적으로 특정 물질이나 물질의 혼합물에 따라 다르며, 일반적으로 고체, 액체, 기체 모두에 적용됩니다.

열 전도율이 높을수록 물질은 열을 빠르게 전도하며, 낮을수록 열 전도가 느립니다. 열 전도율은 일반적으로 외부 환경과의 열 전달과 관련이 있습니다. 따라서 보온병이나 단열 소재 등을 선택할 때 열 전도율을 고려하는 것이 중요합니다.

다양한 물질의 열 전도율은 다음과 같습니다. (단위: W/(m·K))

• 공기: 약 0.025
• 물: 약 0.6
• 알루미늄: 약 205
• 철: 약 80
• 스테인리스 스틸: 약 16
• 목재(나무): 벌크에 따라 다르며 일반적으로 0.1 이하
• 유리: 약 0.8
• 폴리스티렌(스티로폼): 약 0.033

보온병과 같이 열 전달을 최소화하고자 하는 경우에는 열 전도율이 낮은 재료를 사용하여 열 손실을 줄이는 것이 중요합니다. 이는 내부와 외부 간의 열이 효과적으로 차단되어 보온성을 향상시킵니다.

 

너무 과학적인 면만 다루는 것 같아 보온병의 역사에 대해서 간략히 정리해보았습니다.

심심풀이로 한 번 읽어봐주시면 감사드리겠습니다:)

 

보온병의 역사

보온병은 따뜻한 음료를 오랫동안 보온하기 위한 도구로 사용되어온 역사가 꽤 오래되었다고 합니다. 다양한 형태와 디자인의 보온병이 전 세계에서 사용되고 있으며, 이 도구의 역사는 다양한 문화와 기술의 발전에 영향을 받았습니다.

1. 고대 시대: 보온병의 조상으로 생각될 수 있는 도구들이 고대 문화에서 사용되었습니다. 예를 들어, 중국에서는 고려 시대에 도자기로 만든 따뜻한 음료를 보관하는 도구가 사용되었습니다.
2. 18세기: 18세기에 들어서면서 유럽에서는 금속이나 유리로 만들어진 열 전도가 높은 보온병이 등장했습니다. 이러한 보온병은 열 전달을 최소화하고 보온을 강화하기 위해 층을 여러 겹으로 만든 것이 특징이었습니다.
3. 19세기 중반: 스코틀랜드의 연금술사인 존 렌킨이 1824년에 보온병의 현대적인 디자인을 개발했습니다. 이는 고무를 사용한 플라스크 형태의 보온병으로, 이러한 디자인은 이후에 전 세계적으로 퍼지게 되었습니다.
4. 20세기: 20세기에는 다양한 소재와 디자인의 보온병이 등장했습니다. 플라스틱이나 스테인리스 스틸과 같은 경량 소재로 만들어진 보온병이 보급되면서 휴대성과 내열성이 향상되었습니다.
5. 현대: 현대에는 전기적으로 보온 기능을 갖춘 전기보온포트나 스마트 보온병 등도 등장하면서 기능과 디자인 면에서 다양성이 더해졌습니다.

보온병은 기후, 문화, 기술의 진전에 따라 다양한 형태로 발전해왔으며, 여전히 따뜻한 음료를 효과적으로 보온하기 위한 필수적인 도구 중 하나로 사용되고 있습니다.

 

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감사합니다:)