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Wie gleicht sich die Temperatur an?
Die Temperatur verschiedener Objekte kann sich über Berührung und über Wärmestrahlung angleichen. Wenn man eine Tasse mit heissem Tee anfasst, wird die Hand wärmer und die Tasse kühler, da sich die Bewegungen der Moleküle der Tasse und der Hand einander anpassen. Dies nennt man Wärmeleitung. Die Wärmestrahlung ist eine Strahlung im Infrarotbereich, die von jeder Materie ausgesandt wird. Wenn in einem Raum alles gleich warm ist, dann empfängt ein Materieteilchen gleich viel Wärmestrahlung, wie es aussendet. Die heisse Tasse sendet mehr Wärmestrahlung aus, als sie empfängt, verliert somit Wärme und kühlt ab.
Wie wird der Wärmeaustausch verhindert?
In unserem Beispiel vom Tee in der Thermosflasche soll die Wärme des Tees zu einem möglichst grossen Teil in der Flasche bleiben und nicht an die Umgebung verlorengehen. Dazu muss die „Berührungsfläche“ von Tee und Zimmer minimiert werden, was man mit dem Prinzip der zwei ineinander steckenden Flaschen zu erreichen versucht. Um die Wärmeleitung zwischen den beiden Flaschen völlig zu verhindern, müsste jedoch alle Materie (also auch Luft) aus dem Zwischenraum entfernt werden: Man benötigt ein Vakuum. Dies ist nicht zu 100% möglich, da die innere Flasche nicht im Vakuum schweben kann, sondern im Bereich der Öffnung an der äusseren befestigt wird. Obwohl die meiste Luft aus dem Zwischenraum gesaugt wird, sind die Isoliereigenschaften der Thermosflasche um den Deckel herum also am schlechtesten.
Auch das Vakuum verhindert jedoch nicht, dass sich Wärmestrahlung ausbreitet. Daher sind die Flächen im Inneren der Thermosflasche mit einer speziellen Schicht verspiegelt, welche die Wärmestrahlung reflektiert und zu einem grossen Teil in der Flasche hält. Als Ergebnis bleibt der Tee zwar nicht für immer heiss, aber immerhin viele Stunden warm.