冬の朝、あなたは熱いコーヒーを魔法瓶に入れて会社に持っていきました。途中で買い物をするため、車内に魔法瓶を1時間放置しました。外気温は-5℃、車内の初期温度も-5℃でした。魔法瓶の表面は金属製で、触ると少し冷たく感じました。
質問: 1時間後、コーヒーの温度と魔法瓶の表面温度はどう変化していますか？また、なぜそうなりますか？
回答: コーヒーの温度はほとんど変わらず熱いままですが、魔法瓶の表面は以前より冷たくなっています。
理由: 魔法瓶は真空断熱構造により内部の熱が外に逃げにくくなっています。しかし完全な断熱ではないため、わずかな熱が外部に逃げます。この熱は魔法瓶の金属表面を一時的に温めますが、-5℃の車内では表面から熱が急速に奪われます。結果として、表面温度は初期状態より低下し、内部のコーヒーから表面への熱流が定常状態になります。コーヒー自体は大きな熱容量を持ち、断熱が効いているため温度低下は最小限に留まります。