発泡スチロールのクーラーはどのように物事を冷たく保ちますか?

発泡スチロールのクーラーは、材料の熱伝導が悪いため、物を冷たく保つのに適しています。 発泡スチロールの密閉容器は、外部からの熱が非常に遅い速度で入る「コールドゾーン」を作成します。 発泡スチロールは、材料を通過する熱の進行を遅らせる何百万もの小さな気泡を持っているため、優れた断熱特性を備えています。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

発泡スチロールは断熱材です。つまり、環境からの熱をクーラーから遠ざけるのに役立ちます。 ただし、そもそもクーラーを冷やすには、冷却剤(アイスパックなど)が必要です。

熱伝導率

すべての材料には、科学者やエンジニアが熱伝導率(熱を伝導する能力)と呼ぶ特性があります。 熱を非常によく伝導する物質もあれば、熱をあまり伝導しない物質もあります。 どちらのタイプの材料も、適切な状況で役立ちます。 たとえば、フライパンは効率的に熱を伝導し、すばやく加熱し、調理を均一にするために表面全体で同じ温度を維持する必要があります。 ただし、オーブンミットは、高温の調理器具から手を保護するために、熱の伝導が不十分である必要があります。

導体と絶縁体

金属原子は外部電子を容易に共有するため、金属は優れた熱伝導体です。 これにより、金属物体が熱エネルギーを迅速に伝達できるようになります。 銅は、空気の約20,000倍の熱伝導率を持つ最高の熱伝導体の1つです。 いくつかの非金属も熱の良い伝導体になります。 たとえば、ダイヤモンドは銅の2倍以上の熱伝導率を持っています。 ただし、一般的に、ヘリウムや砂などのほとんどの非金属材料は熱伝導率が低くなります。 発泡スチロールは、熱伝導率の低い非金属固体であるプラスチックポリスチレンでできています。

固体と気泡

一般に、固体は液体や気体よりも優れた熱伝導体を作り、気体は3つの物質の状態の中で最も貧弱です。 発泡スチロールは、比較的硬い壁に含まれる微細な気泡として構成されています。 気泡は物質を軽くすることに加えて、材料の熱伝導率を空気の熱伝導率よりわずかに高い値にまで低下させます。

アイスパックとコールドパック

シンプルな発泡スチロール容器は、物を長期間冷たく保ちますが、すでに温かい場合は冷たくなりません。 また、この材料は優れた断熱材ですが、ゆっくりではありますが、ある程度の熱が通過します。 クーラーに入る熱を打ち消し、室温にあった可能性のあるアイテムを冷やすために、アイスパックとコールドパックはクーラーの内部温度を下げます。

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