อธิบาย เหตุใดกระบอกน้ำเก็บอุณหภูมิจึงสามารถเก็บอุณหภูมิได้

หากเราต้องการดื่มกาแฟร้อนๆ และต้องการรักษาอุณหภูมิของกาแฟของเรา ให้ร้อนอยู่แบบนั้นเป็นเวลา หลายคนเลือกใช้กระบอกน้ำเก็บอุณหภูมิ หรือแม้แต่บางคน ต้องการที่จะดื่มน้ำเย็น และต้องการให้น้ำเย็นอยู่แบบนั้นเป็นเวลานาน หลายคนก็เลือกใส่กระบอกน้ำเก็บอุณหภูมิเช่นเดียวกัน สิ่งนี้มีประโยชน์มากมายหลากหลาย การใช้กระบอกน้ำอุณหภูมิหรือแก้วเก็บความเย็นเป็นที่นิยมมาสักพักใหญ่แล้ว และจนปัจจุบันก็ยังคงเป็นที่นิยมอยู่ และไม่ว่าจะเมื่อไหร่ กระบอกน้ำเก็บอุณหภูมิก็ยังคงได้รับความนิยมอยู่ตลอด

แต่คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่า เหตุใดกัน กระบอกน้ำเก็บอุณหภูมิที่เราใช้กันอยู่นั้น ส่วนมากจะเป็นแบบกระบอกน้ำสแตนเลส จึงสามารถที่จะเก็บอุณหภูมิของน้ำร้อนให้ยังคงร้อนอยู่ได้ หรือทำให้น้ำเย็นยังคงเย็นอยู่ได้เป็นเวลานาน ถึงจะไม่ได้ตลอดกาล แต่ก็สามารถเก็บอุณหภูมิของเครื่องดื่มของเราได้เป็นอย่างดีมาก วันนี้เราจะมาทำความเข้าใจวิธีการทำงานของกระบอกน้ำเก็บอุณหภูมิกัน

การถ่ายเทอุณหภูมิ

เราอาจเคยสังเกตเห็นกันว่า หากว่าเราทำการตั้งกาแฟร้อนๆ ไว้บนโต๊ะ สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ กาแฟของเราจะค่อยๆ เริ่มเย็นตัวลงจนใกล้กับอุณหภูมิห้อง นั่นก็เป็นเพราะว่า เมื่อใดก็ตามที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิเกิดขึ้น ก็จะมีการส่งผ่านความร้อนเกิดขึ้น โดยอุณหภูมิที่ร้อนกว่าจะถ่ายเทไปยังที่ที่เย็นกว่าเสมอ เพื่อให้อุณหภูมินั้นเท่ากัน ความร้อนจากกาแฟ ถูกถ่ายเทไปยังบริเวณที่โดยรอบ หรือวัสดุที่สัมผัสอยู่ อาจจะเป็นพื้นโต๊ะ สิ่งนี้คือการถ่ายเทอุณหภูมิ

ด้วยเหตุนี้เอง จึงมีการนำเอากระบอกสุญญากาศเข้ามาทำการเก็บความร้อนไว้ให้ได้นานขึ้น นั่นเป็นเพราะว่าด้านในของกระบอกสุญญากาศ จะมีผนังแยกออกเป็นสองส่วน และบริเวณช่องระหว่างสองส่วนนี้ จะถูกทำให้เป็นพื้นที่สุญญากาศ โดยจะไม่มีอากาศ หรือโมเลกุลใดๆ อยู่บริเวณนั้นเลย นี้เองสามารถที่จะทำให้กระบอกน้ำสุญญากาศ สามารถที่จะเก็บความร้อนความเย็นได้นั่นเอง เนื่องจากไม่มีอากาศซึ่งเป็นตัวนำ

กระบอกน้ำสุญญากาศ

โดยเหตุนี้เองจึงเกิดกระบอกน้ำสุญญากาศขึ้น กระบอกนี้จะเกิดการถ่ายโอนความร้อน ซึ่งการถ่ายโอนความร้อนหมายถึง การส่งผ่านความร้อนจากที่หนึ่งไปยังที่หนึ่งโดยการนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสีความร้อน การนำความร้อนยกตัวอย่างเช่น การที่เราเอามือไปสัมผัสกับแท่งโลหะร้อน การเคลื่อนที่ของพลังงานความร้อน จะเคลื่อนที่ไปยังจุดที่มีอุณหภูมิสูงไปยังอุณหภูมิต่ำกว่า หรือก็คือแท่งโลหะร้อนมายังมือของเรานั่นเอง สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีวัตถุมาสัมผัสโดยตรง

ส่วนการพาความร้อนนั้น เป็นการถ่ายโอนความร้อนผ่านของไหล โดยโมเลกุลของของไหล เมื่อรับความร้อนจะขยายตัว และเคลื่อนที่สูงขึ้น แรงโรย พร้อมทั้งพาความร้อนไปด้วย ยกตัวอย่างเช่น ลมบกและลมทะเล หรือกระแสน้ำ ส่วนในเรื่องของการแผ่รังสีความร้อน เป็นพลังงานที่แผ่จากต้นกำเนิดรังสี ผ่านอากาศหรือสสาร ในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยไม่ต้องอาศัยตัวกลางอย่างอากาศ อย่างความร้อนจากดวงอาทิตย์ หรือความร้อนจากหลอดไฟแบบเก่า หรือหลอดไส้ ล้วนเป็นการแผ่รังสีความร้อนทั้งสิ้น

โมเลกุลของแก๊สในสภาวะสุญญากาศ

แก๊ส เป็นสถานะที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าของแข็งและของเหลว สามารถที่จะบีบอัดให้มีปริมาตรลดลงได้ แต่หากเราเพิ่มพลังงานความร้อนให้กับแก๊สเหล่านี้ โมเลกุลของแก๊สและความดันจะเกิดการเปลี่ยนแปลง หากเราเพิ่มพลังงานความร้อน โมเลกุลของแก๊สจากเคลื่อนที่ชนกันเอง ทำให้เกิดแรงที่กระทำ เรียกว่าความดันของแก๊ส ซึ่งความดันจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แต่หากโมเลกุลของแก๊สลดลง ความดันและอุณหภูมิของแก๊สก็จะลดลงเช่นกัน

การสร้างกระบอกสุญญากาศนั้น ใช้หลักการเดียวกัน คือสภาวะสุญญากาศ จะทำการดักจับโมเลกุลของอากาศออกจากภาชนะปิด ที่มีความดันต่ำ และปล่อยออกสู่ภายนอกซึ่งมีความดันที่สูง นั่นหมายความว่า ในกระบอกยังคงมีโมเลกุลของอากาศอยู่ แต่จะไม่ทำให้เกิดแรงดันภายในภาชนะ ด้วยเหตุนี้เอง กระบอกเก็บอุณหภูมิ จึงสามารถเก็บรักษาอุณหภูมิความร้อนเย็น ได้นานเรียกว่าข้ามคืนเลยทีเดียว นิยมนำมาทำเป็นของพรีเมี่ยมจัดกิ๊ฟเซ็ทกระบอกน้ำ เพื่อโปรโมทธุระกิจได้และเป็นที่นิยมอย่างมาก