Wie funktioniert die Thermoskanne?

Etwas Warmes braucht der Mensch. Die Thermoskanne ist bei über 46-Jährigen besonders beliebt. Jüngere setzen eher auf den To-Go-Becher.
Etwas Warmes braucht der Mensch. Die Thermoskanne ist bei über 46-Jährigen besonders beliebt. Jüngere setzen eher auf den To-Go-Becher.
Foto: Olaf Fuhrmann
Seit über 100 Jahren garantiert nun schon die Thermoskanne, dass der Kaffee heiß bleibt. Viele Menschen nutzen sie täglich, aber nur die wenigsten kennen die Physik, die dahinter steckt. Die Wunderkanne überlistet mit einem Trick die Natur.

Warum wird der Kaffee kalt?

Wenn der frisch gebrühte Kaffee in eine ganz normale Kanne gefüllt wird, dann ist er spätestens nach ein paar Stunden kalt. Die Wärme geht schnell verloren. Schuld ist die kältere Raumluft. Sie erwärmt sich an der heißen Kanne und steigt ähnlich wie bei einem Kamin auf. Jeder kennt die Dampfschwaden, die über einer heißen Tasse Kaffee aufsteigen. Da ständig neue kalte Luft nachströmt, kühlt die Kanne schnell ab.

Wieso gleichen sich Temperaturniveaus an?

Schuld daran ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Er besagt nichts anders, als das sich Temperaturunterschiede aneinander angleichen: Stets vom wärmeren Niveau ins kältere. Für den Kaffee mag das schlecht sein, aber für uns Menschen ist dieser Effekt gut. So reguliert sich nämlich auch unsere Körpertemperatur. Wäre dem nicht so, würden wir ganz schön ins Schwitzen kommen.

Welchen Trick nutzt die Thermoskanne?

Im Grund ist das Prinzip der Thermoskanne ganz einfach zu verstehen. Sie setzt auf Isolierung. Der Behälter im Inneren der Kanne besteht aus dünnem Glas. Wenn man Kaffee in die Kanne gießt, dann nimmt das Glas bereits weniger Wärme auf als beispielsweise eine Porzellantasse. Aber das alleine überlistet die Naturgesetze noch nicht. Dazu bedarf es eines Vakuums.

Warum bleibt Kaffee im Vakuum heiß?

Der eigentliche Trick ist jedoch die Doppelwand und das Vakuum darin. Zwischen den Wänden, die das Äußere der Thermoskanne vom Behälter im Inneren trennen, ist keine Luft – also ein Vakuum. Die Wärme kann also nicht an die kältere Luft abgegeben werden, weil sie durch die Doppelwand getrennt sind. Wäre Luft zwischen den Wänden, dann würde auch hier ein Kreislauf wie bei der Kaffeetasse entstehen.

Die Luft auf der Innenseite der Kanne würde sich erhitzen, um die Wärme dann nach Außen zu transportieren. Aber im Vakuum gibt es keine Luftmoleküle, die diesen Prozess in Gang setzen könnten. Somit kommt es kaum noch zu Wärmeverlust in der Thermoskanne.

Welchen Zweck hat die silbrige Innenseite?

Ist der Verschluss von der Thermoskanne abgeschraubt, glänzt das Innere silbrig. Es ist verspiegelt. Das verhindert zusätzlich, dass die Hitze aus dem Behälter entweicht.

Der Wärmeverlust über die Luft ist nämlich nur ein Grund, warum eine Kanne oder Tasse schnell kühl wird. Heiße Körper wie die Thermoskanne verlieren nämlich auch Energie, in dem sie sie in Form von Wärmestrahlung abgeben. Die Innenverkleidung reflektiert diese Wärmestrahlungen und sperrt die Hitze quasi in der Thermoskanne ein.

Ist der Effekt bei kalten Getränken gleich?

Das Prinzip ist beispielsweise bei kalter Limonade das gleiche. Ursprünglich ist der Vorläufer der heutigen Thermoskanne auch gar nicht erfunden worden, um Kaffee heiß zu halten.

Der Eismaschinenhersteller Carl von Linde hatte damals den späteren Thermoskannen-Erfinder Reinhold Burger beauftragt, für ihn einen Behälter zu entwickeln, mit dem man minus 194,5 Grad kalte, verflüssigte Luft transportieren kann.

Ist der Effekt der Thermoskanne sichtbar?

Wie die Thermoskanne funktioniert, ist mit bloßem Auge nicht sichtbar. Allerdings lässt sich der Unterschied zwischen einer normalen Kaffeekanne und einer Thermoskanne mit einer Wärmebildkamera erkennen. Während die Kaffeekanne stark Wärme ausstrahlt, ist die Thermoskanne beinahe vollständig kalt.

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