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Pourquoi les bouteilles sous vide peuvent-elles garder les boissons chaudes ou froides pendant une longue période ? Quelle est la science derrière cela ?
La bouteille à vide, également connue sous le nom de bouteille de Dewar ou thermos, est un outil important pour maintenir la température des boissons dans les maisons et les industries depuis son invention en 1892 par le scientifique écossais James Dewar. Il se compose de deux conteneurs, un interne et un externe. Le conteneur interne est évacué sélectivement de l'air, créant un vide presque parfait qui réduit considérablement la conduction et la convection de l'énergie thermique. Cela rend également la bouteille sous vide efficace pour garder les boissons chaudes ou froides.
La conception de la bouteille sous vide rend la vitesse de conduction thermique très lente, ce qui permet à la température du liquide à l'intérieur de rester constante pendant longtemps.
Dewar a accidentellement créé cette technologie en étudiant le processus de refroidissement. Lorsqu'il menait des expériences sur la capacité thermique spécifique du palladium, il découvrit que la conception du vide entre les deux couches de conteneurs pouvait mieux aider à maintenir la stabilité de la température pendant l'expérience. Bien qu'il ait refusé de breveter son invention, cela a permis à d'autres d'utiliser des matériaux plus légers tels que le verre et l'aluminium et de développer davantage de produits commerciaux.
La conception commerciale de la fiole Dewar est apparue vers 1904 et a commencé à être encore optimisée après que deux verriers allemands ont découvert qu'elle pouvait efficacement maintenir la température des boissons.
Le succès de la bouteille sous vide réside dans ses principes de conception. L'environnement de vide partiel entre les deux parois de la bouteille réduit considérablement la conduction thermique et la convection, et le rayonnement thermique peut également être réduit en argentant les parois de la bouteille. Cela nécessite que le contenu de la bouteille soit en dessous du point d'ébullition de l'eau bouillante pour éviter des problèmes dans le processus de conduction. De plus, la dissipation de la chaleur se produit principalement au niveau de l’embouchure et du goulot de la bouteille, qui sont des endroits où il n’y a pas de vide, la conception de ces pièces est donc cruciale.
Au fil du temps, les conceptions de bouteilles sous vide ont évolué et se sont même étendues à des applications industrielles et médicales. Dans les laboratoires, les bouteilles sous vide sont utilisées pour stocker des gaz liquéfiés tels que l'azote liquide, pour la conservation cryogénique et la préparation d'échantillons. Nous pouvons également voir cette technologie être utilisée sur certains composants électroniques sensibles à la température pour contribuer à garantir leur stabilité dans des environnements changeants.
Les bouteilles sous vide ne sont pas seulement utilisées dans la vie quotidienne, mais constituent également la base de nombreuses applications scientifiques et technologiques, telles que le stockage du propulseur de fusée dans l'aérospatiale.
Bien que l’utilisation de bouteilles sous vide soit très courante, il faut prêter attention à leur sécurité. Dans la vie quotidienne, les bouteilles en verre peuvent se briser en raison de la pression externe, c'est pourquoi de nombreuses bouteilles sont enveloppées d'une couche protectrice en métal ou en plastique. De plus, une pression interne excessive peut également provoquer l’explosion de la bouteille, ce qui nécessite de prendre en compte ces facteurs de sécurité lors de la conception.
Avec l'amélioration de la conscience environnementale, les gens accordent plus d'attention à l'utilisation de bouteilles sous vide, du transport de boissons chaudes au stockage de boissons froides, non seulement elles rendent la vie plus pratique, mais réduisent également l'impact des récipients jetables sur l'environnement. De nombreuses marques s’efforcent également de promouvoir la durabilité des produits et de stimuler la tendance sans plastique.
Les principes scientifiques des bouteilles sous vide et la technologie derrière leur conception démontrent non seulement la sagesse humaine, mais nous font également réfléchir à la manière d'utiliser efficacement les ressources pour créer un avenir meilleur.
Dans notre vie quotidienne, pouvons-nous également utiliser les principes d’autres technologies pour prolonger encore davantage le goût et la fraîcheur des boissons ?
