보온병 - 보온병은 내부의 내용물이 일정한 온도를 오랫동안 유지하도록 유리나 금속으로 제작한 병이다. 일반적으로 물체는 열이 유입되면 온도가 올라가고, 열이 밖으로 빠져나가면 온도가 내려간다. 따라서 내용물을 일정한 온도로 유지하기 위한 보온병은 외부와의 열교환이 없던가 아니면 들어오는 열 만큼 방출되어야 할 것이다.
열이 이동하는 방법에는 전도(conduction), 대류(convection), 복사(radiation)라는 3가지 방법이 있다.
전도는 접촉한 고체 물질의 고정된 원자(atom)를 통하여 열이 직접 고온에서 저온으로 전달되는 방식으로 열을 잘 전달하는 금속은 열의 양도체라 부르고, 열을 잘 전달하지 못하는 플라스틱이나 나무를 열의 부도체라고 부른다. 조리기구나 열기구의 손잡이를 나무나 플라스틱으로 만드는 이유는 전도되는 열로부터 손을 보호하기 위해서 이다. 또, 금속이 보통 열의 양도체인 이유는 금속에 자유전자가 있기 때문이다.
대류는 난로를 방안에 피우면 전체 공기가 데워지고, 물을 끓일 때 바닥에만 불길이 닿는데도 물 전체가 고루 데워지는 현상과 관련이 있다. 즉, 기체나 액체가 있을 때 열받은 부분은 부피 팽창을 하기 때문에 밀도가 작아져서 위로 상승하고, 열받지 않은 부분의 차고 밀도가 큰 기체나 액체는 아래로 내려와 열을 받아 데워지게 된다. 이 과정을 반복함으로써 유체가 전체적으로 가열된다. 이처럼 움직일 수 있는 유체가 열을 직접 이동시키는 현상을 대류라고 한다.
복사는 열이 전자기파의 형태로 공간을 전파해가는 현상으로 태양열이 지구에 도달하는 방식이 된다. 전자기파는 진공에도 전파하기 때문에 우주 공간을 가로질러 열에너지가 전파 될 수 있는 것이다. 밖에서 모닥불을 쬘 때 사람이 불을 가로 막으면 갑자기 한기를 느끼게 되는 것이나, 앞은 따듯한데 뒤는 차가운 것도 불에서 전자기파로 복사되는 열에너지와 관련이 있는 것이다. 또, 전자기파도 빛과 같이 거울이나 금속표면에서 반사가 일어나기 때문에 난로 뒤에 반사판을 놓아 복사열을 앞으로 반사 되도록 한다. 빈(Wien)의 법칙이나 스테판-볼츠만(Stefan-Boltzmann) 법칙이 이 복사에 관련된 법칙이다.
보온병은 외부와 열의 유출입이 없어야 하므로 유리로 이중벽을 만들어 그 사이를 진공(Vacuum)이 되도록 한다. 진공이 되면 전도와 대류에 의한 열의 유출입을 막을 수 있기 때문이다. 그러나 복사열은 진공을 통과할 수 있으므로 진공 쪽 유리벽이나 금속 벽을 은(Silver) 도금으로 거울면 처리하여 안에서 나오는 복사열을 안으로 반사시키고 밖에서 들어오는 복사열을 밖으로 반사시켜 가능하면 복사열의 유출입을 막아 보온병의 내부 내용물의 온도를 일정하게 유지한다. 즉 보온병이란 전도, 대류, 복사에 의한 열의 유출입을 최소화하여 따듯한(hot) 내용물은 따듯하게, 차가운(cold) 내용물은 차갑게 비교적 장시간 동안 유지할 수 있도록 만든 것이다.
보온병은 영국의 저온 물리학자인 James Dewar가 발명했다. 이 때문에 보온병을 Dewar flask라고도 부른다.
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