Термос становится особенно актуальным, когда температура окружающей среды существенно отличается от температуры пищи, которую вы хотите хранить внутри него. Благодаря использованию термоса, смеси будут оставаться на оптимальной температуре в течение необходимого времени, при этом сохраняя все ценные питательные вещества. Помимо этого, термос защищает бутылочку от загрязнений и механических повреждений.
Как сделать термос своими руками? Самодельный термос в домашних условиях из стеклянной банки, пенопласта, бутылки и других подручных средств
Важно отметить особую роль ряда известных утеплителей, которые могут быть использованы при изготовлении термоса: к ним относятся, например, пенопластовая крошка, туалетная бумага, опилки и даже шерсть различных видов. Следует иметь в виду, что большинство из этих материалов плохо переносит контакт с водой, поэтому при добавлении этих наполнителей в самодельный термос следует аккуратно заливать жидкость в контейнер.
Следует помнить, что в пластиковую бутылку нельзя наливать жидкости, температура которых превышает 80 градусов Цельсия. При более высокой температуре пластик начинает не только плавиться, но и выделять опасные вещества в содержимое.
Как сделать термос в домашних условиях из подручных материалов?
Существуют ситуации, когда термос необходим, но его просто нет под рукой, или имеющийся термос по каким-либо причинам непригоден для использования. В таких случаях можно решить проблему, изготовив термос из доступных материалов. Для этого потребуется немного времени и вполне обычные вещи, которые можно найти в любом доме.
Самодельный термос можно использовать для сохранности продуктов или как учебный проект для физического урока вашего ребёнка. С школьных времён известно, что термос функционирует по принципу сосуда Дьюара: в сосуд с большим диаметром помещается сосуд меньшего диаметра, в то время как между их стенками создаются условия для уменьшения теплопроводности, другими словами, создаётся вакуум. Конечно, добиться полного вакуума в домашних условиях невозможно, но уменьшить теплопроводность в значительной степени можно.
Для того чтобы изготовить термос в домашних условиях, нам понадобятся следующие материалы и инструменты:
- бутылка достаточного объема, способная вместить нужное количество жидкости;
- старые газеты или бумажное полотенце;
- скотч или изолента (желательно черного цвета, так как это способствует лучшему сохранению тепла);
- алюминиевая фольга;
- ножницы.
При выборе бутылки следует учесть ряд важных параметров:
- Объем бутылки должен быть достаточным для необходимого количества жидкости;
- Бутылка может быть изготовлена из пластика или стекла, однако стоит заметить, что стекло обладает лучшими теплоизоляционными свойствами, но его сложно найти с многоразовой закручивающейся крышкой, что является важным моментом. Вдобавок, пластиковая бутылка менее хрупкая.
Бутылку следует аккуратно обернуть несколькими слоями старых газет или бумажных полотенец, причем количество слоев должно быть не менее трёх. Для надежной фиксации бумаги можно использовать скотч или изоленту. Следующий шаг — обмотка алюминиевой фольгой. Для обеспечения надежного крепления её также фиксируем скотчем. Лишние части бумаги и фольги можно аккуратно срезать с помощью ножниц, при этом убедитесь, что вокруг горлышка бутылки срезано достаточно материала для удобного питья. Не допускайте, чтобы бумага выглядывала из-под фольги. Если фольга в процессе оборачивания порвалась, её можно подклеить скотчем. Для лучшего сохранения тепла рекомендуется обмотать бутылку изолентой черного цвета, начиная от верхней части и продолжая по спирали вниз, чтобы закрыть всю поверхность термоса. Такое покрытие сделает термос более прочным, что позволит использовать его многократно.
Важный критерий выбора термоса — это продолжительность сохранности нужной температуры. Чтобы проверить, как долго сможет сохранять тепло самодельный термос, нужно провести тест. Для этого в термос наливаем горячую воду и сразу измеряем её температуру, а затем проверяем её каждые 30 минут. Если результаты окажутся неудовлетворительными, можно увеличить количество изоляционных слоев или попробовать другой способ изготовления термоса.
Материалы:
- стеклянная банка объемом 3 литра;
- полиэтиленовая крышка;
- скотч;
- пластиковая бутылка объемом 5-6 литров;
- фольгопласт.
Процесс изготовления термоса из банки
Сухую и чистую банку оборачиваем фольгопластом или другим вспененным теплоизоляционным материалом, так чтобы нахлест фольги составлял 3-5 см. При этом стоит оставить запас материала со стороны дна. Стягивающий шов теплоизолятора нужно надежно проклеить скотчем.
Теплоизоляция со стороны дна сворачивается «конвертом» и приклеивается скотчем. Следует стремиться сделать чехол как можно более плотным. В этом случае скотч первым делом наклеивается на дно, после чего края натягиваются и приклеиваются к стенкам банки, таким образом обводя дно по кругу.
Со стороны горлышка на чехле делаются короткие продольные надрезы. Это позволит аккуратно обмотать чехол скотчем плотно к банке, исключая возможные щели.
Теперь у пластикового бутыля необходимо срезать горловину и вставить внутрь него подготовленную банку в чехле.
Следующий этап — всадка бутыля с помощью строительного фена, установленного на минимальную температуру. Параметры струи направляются сначала на дно, чтобы сделать его плоским, что обеспечит устойчивость термоса. Если пластиковое дно усаживается недостаточно, его можно приложить к ровной поверхности и подержать, пока оно не остынет. Далее следует усадить более тонкие стенки. Важно не удерживать фен на одном и том же месте и вести его без остановки. Образовавшаяся после усадки оболочка сделает термос более устойчивым к ударам.
После этого необходимо утеплить крышку. Желательно использовать термическую крышку для консервирования, так как она имеет углубление, позволяющее лучше выполнить теплоизоляцию. Если крышка новая, её следует подержать в кипятке перед тем, как надеть на банку, чтобы она растянулась. Из фольгопласта вырезаются несколько кружков необходимого размера, которые приклеиваются к крышке с помощью термоклея.
Сделай сам крутой термос для рыбалки, охоты или прогулки по лесу
Для изготовления термоса подойдет, например, стеклянная бутылка объемом 0,5 литра с плотно закручивающейся крышкой. Сначала обернём её дважды фольгой, чтобы блестящая сторона смотрела внутрь бутылки.
Следующий шаг — обернуть газетой и снова добавить слой фольги.
Также понадобится пластиковая бутылка меньшего диаметра. Разрезаем её пополам.
У нижней части делаем отверстие, а у верхней — отрезаем горлышко, чтобы стеклянная бутылка могла лишь чуть вылезать.
Следующим шагом подгоняем пластиковую часть под размер стеклянной (может потребоваться подрезка).
Собираем наш импровизированный термос, надев обе части пластиковой бутылки на стекло, и аккуратно обматываем место стыка скотчем.
Теперь нужно встряхнуть баллончик с монтажной пеной и заполнить пространство между двумя бутылками этой самой пеной. Весь изделие оборачиваем фольгой и фиксируем на скотч.
Не забудьте утеплить крышку, например, с помощью фольги или строительного теплоизоляционного материала (фольга с вспененным полиэтиленом), вырезав нужные размеры.
Таким образом, материал можно использовать вместо фольги на первом этапе, когда утепляли первую бутылку.
Финальным аккордом станет создание элегантного чехла для термоса, который можно сшить самостоятельно с затягивающим шнурком вверху.
Хотя можно было бы обойтись и двумя пластиковыми бутылками, это в основном подходит для сохранения холодных напитков в жаркую погоду. И ещё, когда заливаете кипяток в стекло, сперва немного обливайте его кипятком, а потом уже заполняйте до конца, чтобы не треснуло стекло.
Таким образом, наш самодельный термос приобретает стильный вид! Как вам такой подарок для рыбака, охотника или грибника?!
Он может сохранять тепло и холод как минимум 3 часа, что подтверждено опытным путём!
Если вам понравилась статья, подпишитесь на канал, чтобы получать актуальные материалы!
Инструкция по созданию термоса из пенопласта
Собрать термос из пенопласта не составит никакого труда в домашних условиях. Работа проходит в три этапа.
- Возьмите большую пластиковую ёмкость и поместите в неё меньшую, предпочтительно из стекла. В качестве идеального варианта подойдет нержавеющая посуда, которая является химически инертной и не боится воздействия солей и кислот. Нержавейка выдерживает большие температурные перепады, не меняя своих свойств даже при температуре до 900 градусов.
- Поставьте меньшую ёмкость в большую. Используйте упаковочный пенопласт (например, от телевизора, холодильника или другой техники) и нарежьте его на узкие полосы.
- Вставьте нарезанные полосы пенопласта между стенками ёмкостей.
Ни в коем случае не следует крошить пенопласт, так как он не удержится и высыпется из самодельного термоса. Пустоты между полосами не играют большой роли, поскольку в самом пенопласте также содержатся пузырьки воздуха.
Чем выше плотность теплоизоляционного материала, тем лучше он проводит тепло. Таким образом, чисто воздушный зазор будет более эффективным решением.
Вышеуказанные решения помогут оказаться в ситуации, когда под рукой нет магазинного термоса, а приобрести его в данный момент невозможно либо старый экземпляр уже пришёл в негодность. Также данный урок по изготовлению теплоизоляционных контейнеров будет полезен школьникам, желающим более наглядно изучить физические принципы, связанные со структурой и теплопроводностью различных веществ и сред.
Не используйте чрезмерно токсичные клеи и наполнители, такие как клей Момент-1, некоторые термоклеи и полистирольные пластмассы, выделяющие вредные испарения даже при комнатной температуре. Эти наполнители могут представлять угрозу для вашего здоровья, когда вы пьете или едите из такого термоса.
Далее будет представлен мастер-класс по изготовлению простейшего термоса своими руками.
Конструкция термоса
Вакуум представляет собой пространство, свободное от вещества, то есть область, которая заполнена крайне разреженным газом.
Это изобретение стало успешным, так как Дьюард достиг того, что газы в такой колбе сохранялись очень эффективно. Это стало основой для использования колбы (сосуда Дьюарда) в термосах.
Основной элемент термоса — это колба, которая изготавливается из стекла или нержавеющей стали с двойными стенками, где находится выкачанный воздух (вакуум). В дополнение к этому присутствует пробка, закрывающая отверстие колбы, и крышка, закрывающая весь сосуд.
В зависимости от типа пищи, современные термосы можно разделить на несколько видов:
Термосы для напитков — имеют узкое горлышко диаметром 25—55 см.
Термосы с пневмонасосом — в конструкции крышки такого термоса встроен насос, позволяющий извлекать жидкости простым нажатем на кнопку, а также сбоку есть выводное отверстие для наливания. Эти термосы предназначены в основном для настольного использования.
Пищевые термосы — имеют широкую горловину, диаметр которой почти совпадает с диаметром корпуса (от 65 до 80 мм). Эти термосы предназначены для хранения первых и вторых блюд, мороженого и других разновидностей пищевых продуктов.
Универсальные термосы — отличаются от пищевых термосов только конструкцией пробки, которая имеет дополнительное, более узкое отверстие для наливания напитков.
Пищевые термосы с контейнерами — в этих термосах многоуровнево располагаются 2—3 пластиковые или металлические ёмкости (контейнеры), позволяя одновременно хранить различные виды блюд отдельно — например, холодный закусон и первое с вторым блюдами.
Суть физических процессов, происходящих внутри термоса
Чтобы понять принцип работы термоса, важно разобраться в физических процессах, которые в нём происходят.
1 Крышка термоса
2 Пробка
3 Корпус термоса
4 Зеркальная колба
Задача термоса состоит в том, чтобы как можно дольше удерживать жидкость горячей, то есть сохранять её тепловую энергию и предотвращать охлаждение. В физике процесс передачи тепловой энергии от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой называется теплопередачей.
Когда объекты в одной системе находятся при разных температурах, происходит передача тепловой энергии или теплопередача от одного объекта к другому до достижения теплового равновесия. Тепло передаётся всегда от более горячих тел к более холодным. Это означает, что если не защищать горячий чай в термосе, то он быстро остынет, так как его тепловая энергия будет передаваться воздуху. Таким образом, чай постепенно теряет тепло.
Виды теплопередачи
Для того чтобы остановить процесс теплопередачи, необходимо учитывать различные виды теплопередачи, чтобы понять, как должен функционировать термос.
Существует три вида теплопередачи:
Теплопроводность.
Это процесс передачи тепла (энергии) от более нагретых участков тела к менее нагретым, либо от более горячих тел к менее горячим при непосредственном соприкосновении.
Например, если опустить холодную ложку в кипяток, ложка нагреется. Таким образом, ложка получает определённое количество тепла, а вода, наоборот, теряет его.
Хорошими проводниками тепла выступают металлы; жидкости хуже проводят тепло. Пластик, дерево, поролон, пенопласт и т.д. имеют очень низкую теплопроводность.
Данный способ теплопередачи широко используется в конструкции термоса. Между стенками колбы отсутствует воздух — там есть вакуум, который имеет наименьшую теплопроводность. Из-за этого охлаждение жидкости в термосе происходит очень медленно.
Конвекция.
Это способ передачи тепла (энергии) посредством струй жидкости или газа.
К примеру, горячая батарея нагревает расположенный рядом воздух, который становится легче и поднимается вверх, в то время как более холодный воздух опускается вниз. Следующий объём воздуха нагревается и также поднимается. Таким образом происходит передача тепла от батареи ко всему воздуху в комнате.
Если установить чайник с водой на плиту, внизу вода нагреется, станет легче и поднимется вверх, в то время как холодная вода опустится вниз, так как она более тяжёлая. Это природное явление могло бы происходить в термосе, если бы горлышко колбы не закрывалось специальной пробкой, которая препятствует передаче тепла от жидкости в воздух.
Излучение.
Этот метод передачи тепла (энергии) осуществляется в виде невидимых лучей. Все тела, нагретые до определённой температуры, излучают невидимые лучи, которые передают тепло. Чем выше температура тела, тем больше энергии оно излучает.
Если поднести руку сначала к теплому утюгу, а затем к сильно нагретому, то рука почувствует больше тепла во втором случае. Это объясняется тем, что горячий утюг излучает больше энергии.
Учёные выяснили, что светлые блестящие поверхности отлично отражают тепло, в то время как тёмные поверхности, наоборот, хорошо поглощают его. Эти физические явления также используются в конструкции термоса. Колба термоса покрыта слоем отражающего зеркального материала, что помогает отражать тепловую энергию жидкости, и, таким образом, она остывает медленнее. Зеркальная поверхность колбы остаётся холодной.
Ранее колбы покрывали серебром — блестящим металлом. В настоящее время чаще используют полированную нержавеющую сталь.
Такое теоретическое понимание позволяет лучше разобраться в принципах устройства термоса. Сводя все данные воедино, можно сказать, что первоочередная задача термоса заключается в том, чтобы сохранять тепло как можно дольше. Это можно достичь, учитывая физические процессы, которые происходят внутри термоса. Необходимо минимизировать теплопередачу между горячей жидкостью и холодным воздухом. Производители термосов стремятся к достижению такого эффекта. Возможно ли достигнуть схожего результата в условиях домашнего изготовления? На этот вопрос будет дан ответ в следующей части моего исследования.
