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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über Dewar-Flaschen sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 7 Hersteller von Dewar-Flaschen und deren Firmenranking.
Inhaltsübersicht
Eine Dewar-Flasche ist ein isolierter Behälter, der 1982 von James Dewar auf den Markt gebracht wurde.
Sie sind der Vorläufer der Thermosflaschen und Thermoskannen, von denen man im Alltag oft hört, und die ähnlich aufgebaut sind.
Dewar-Flaschen haben drei charakteristische Strukturen, die es ihnen ermöglichen, Kälte oder Wärme bis zu einer Stunde lang zu speichern:
1. Die beiden Wände, aus denen der Behälter besteht
2. Eine Vakuumschicht zwischen den beiden Wänden
3. Die der Vakuumschicht zugewandten Wände blockieren die Wärmestrahlung durch Reflexion
Dewar-Flaschen werden aufgrund ihrer ausgezeichneten Isolationseigenschaften sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen als Behälter für flüssigen Stickstoff bei Temperaturen von etwa minus 200 °C bis hin zu Öl in Ölbädern bei fast 300 °C verwendet. Sie werden hauptsächlich für chemische Experimente und für die Zwischenlagerung und den Transport von Kältemitteln verwendet.
Insbesondere die BAM (Bundesanstalt für Materialprüfung) prüft die Wärmespeicherung. Die Wärmerückhalteeigenschaften werden verwendet, um die Gefahren der Lagerung von Stoffen mit selbstreaktiven Eigenschaften zu ermitteln. Der Test umfasst auch ein Protokoll zur Verwendung von Dewar-Flaschen.
Dewar-Flaschen werden häufig aus Edelstahl hergestellt, aber in den letzten Jahren wurden auch transparente Dewar-Flaschen aus Glas entwickelt, die einen Blick ins Innere des Behälters ermöglichen. Es gibt eine breite Palette von Typen, darunter solche mit größerer Öffnung, um das Arbeiten im Inneren der Dewar-Flaschen zu erleichtern, und solche mit kleinerer Öffnung, um die Verdunstung des Inhalts so weit wie möglich zu verhindern.
Dewar-Flaschen haben eine Vakuumschicht, die die Wärmeübertragung blockiert und somit wärmeisolierende Eigenschaften aufweist. Es gibt drei Elemente der Wärmeübertragung, die als die drei Prinzipien der Wärmeübertragung bekannt sind.
Moleküle befinden sich ständig in molekularer Bewegung, und diese molekulare Bewegung ist bei höheren Temperaturen intensiver. Die Molekularbewegung, die bei hohen Temperaturen heftig vibriert, wird nacheinander auf benachbarte Moleküle übertragen, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, was als Wärmeleitung bezeichnet wird.
Wenn Gase und Flüssigkeiten erhitzt werden, werden ihre Molekularbewegungen intensiver und ihre Dichte nimmt ab. Die Zirkulation und Bewegung von Gasen und Flüssigkeiten in dem Bemühen, das Dichtegleichgewicht aufrechtzuerhalten, wird als Konvektion bezeichnet.
Wärmestrahlung ist die Übertragung von Wärme durch die Übertragung elektromagnetischer Wellen und nicht durch Molekularbewegung.
Im Vakuum gibt es keine Moleküle (genau genommen nur kleine, vernachlässigbare Mengen von Molekülen), so dass Wärmeleitung und Konvektion durch die Vakuumschicht zwischen den beiden Wänden der Dewar-Flaschen behindert werden. Aber auch im Vakuum gibt es noch Wärmestrahlung.
Um zu verhindern, dass die Wärmestrahlung nach außen dringt, ist die Innenseite der beiden Wände zwischen dem Vakuum verspiegelt, und die Spiegelfläche reflektiert die elektromagnetische Strahlung, wodurch die Temperatur im Inneren des Behälters gehalten wird.
Mit Dewar-Flaschen und anderen Behältern zur Kühlung von Flüssigstickstoff sind in der Vergangenheit viele Unfälle passiert, deshalb müssen sie mit großer Vorsicht verwendet werden.
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