Что такое бутылка Дьюара?
Бутылка Дьюара — это изолированный контейнер, который был выпущен на рынок Джеймсом Дьюаром в 1982 году. Эти бутылки являются предшественниками общеизвестных «вакуумных бутылок» и «термосов», имеющих схожую конструкцию.
Бутылка Дьюара имеет три отличительные конструкции, которые позволяют ей сохранять холод или тепло в течение длительного времени:
- Две стенки, из которых состоит емкость
- Вакуумный слой между двумя стенками
- Стенка, обращенная к вакуумному слою, блокирует тепловое излучение за счет отражения
Применение бутылок Дьюара
<р>Сосуды Дьюара используются для хранения жидкостей при экстремальных температурах, от минус 200°C до почти 300°C. Они обычно используются в химических экспериментах, временном хранении хладагентов и транспортировке. Например, они используются в испытаниях на тепловое хранение BAM (Немецкий федеральный институт испытаний материалов) для измерения опасностей хранения самореактивных веществ. Эти испытания часто включают протоколы, в которых используются сосуды Дьюара.
Сосуды Дьюара обычно изготавливаются из нержавеющей стали, но недавние разработки привели к производству прозрачных стеклянных сосудов Дьюара для наблюдения за содержимым контейнера. Они бывают разных типов, включая модели с широким горлом для легкого доступа и модели с узким горлом для минимизации испарения содержимого.
Принцип действия сосудов Дьюара
Сосуды Дьюара работают за счет использования вакуумного слоя для блокировки теплопередачи, обеспечивая отличную теплоизоляцию. Теплопередача включает три принципа:
1. Теплопередача
Теплопроводность происходит, когда молекулы, движущиеся при высоких температурах, передают свою энергию соседним молекулам для поддержания равновесия.
2. Конвекция
Конвекция подразумевает циркуляцию и перемещение газов и жидкостей, поскольку их молекулярное движение усиливается, а плотность уменьшается при нагревании.
3. Тепловое излучение
Тепловое излучение переносит тепло посредством передачи электромагнитных волн.
В бутылке Дьюара вакуумный слой между двумя стенками препятствует теплопроводности и конвекции. Для блокировки теплового излучения внутренние поверхности стенок отполированы до зеркального блеска, чтобы отражать электромагнитное излучение, тем самым поддерживая температуру внутри контейнера.
Другая информация о бутылках Дьюара
На что следует обратить внимание при использовании бутылок Дьюара
Из-за прошлых несчастных случаев с бутылками Дьюара, особенно с теми, которые хранят жидкий азот, с ними следует обращаться осторожно. Важные советы по безопасности включают в себя:
- Не закрывайте бутылку Дьюара крышкой. Герметизация бутылки Дьюара, содержащей жидкий азот, может привести к взрыву из-за замерзания влаги в воздухе и закупорки зазора между бутылкой и крышкой.
- Используйте кожаные перчатки. При работе с жидким азотом рекомендуется надевать кожаные перчатки, чтобы перчатки не прилипали к рукам в случае проливания.
- Следите за своим окружением. Если бутылку Дьюара, содержащую жидкий азот, опрокинули, быстрое испарение жидкого азота может вытеснить воздух и создать риск удушья. В таких случаях немедленно покиньте помещение или тщательно проветрите его. Также проверьте, нет ли повреждений или трещин на бутылке после падения.