Een piepschuimkoeler houdt de dingen goed koud omdat het materiaal een slechte warmtegeleider is. Een gesloten container van piepschuim creëert een "koude zone" waarin warmte van buiten zeer langzaam binnenkomt. Styrofoam heeft goede isolerende eigenschappen omdat het miljoenen kleine luchtbelletjes heeft die de voortgang van warmte door het materiaal vertragen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Styrofoam is een isolator, wat betekent dat het helpt om de warmte van de omgeving uit je koelbox te houden. Je hebt echter nog steeds koelmiddelen (zoals ijspakken) nodig om de koeler in de eerste plaats koud te maken.
Warmtegeleiding
Alle materialen hebben een eigenschap die wetenschappers en ingenieurs thermische geleidbaarheid noemen - het vermogen om warmte te geleiden. Sommige stoffen geleiden warmte zeer goed, terwijl andere warmte slecht geleiden; beide soorten materialen zijn bruikbaar in de juiste omstandigheden. Een braadpan moet bijvoorbeeld warmte efficiënt geleiden, snel opwarmen en dezelfde temperatuur over het oppervlak behouden om gelijkmatig te koken. Een ovenwant moet de warmte echter slecht geleiden om uw handen te beschermen tegen heet kookgerei.
Geleiders en isolatoren
Metalen zijn goede warmtegeleiders omdat metaalatomen hun buitenste elektronen gemakkelijk delen; hierdoor kunnen metalen voorwerpen snel warmte-energie overdragen. Koper is een van de beste warmtegeleiders met een thermische geleidbaarheid van ongeveer 20.000 keer groter dan lucht. Een paar niet-metalen maken ook goede warmtegeleiders; diamant heeft bijvoorbeeld meer dan twee keer de thermische geleidbaarheid van koper. Over het algemeen zijn de meeste niet-metalen materialen zoals helium en zand echter slechte warmtegeleiders. Styrofoam is gemaakt van het plastic polystyreen, een niet-metalen vaste stof met een lage thermische geleidbaarheid.
Vaste stoffen en luchtbellen
Over het algemeen zijn vaste stoffen betere warmtegeleiders dan vloeistoffen of gassen, en gassen zijn de armste van de drie toestanden van materie. Styrofoam is gestructureerd als microscopisch kleine luchtbellen ingesloten door relatief stijve wanden. Naast het lichter maken van de stof, verminderen de bellen de thermische geleidbaarheid van het materiaal tot een waarde die slechts iets hoger is dan die van lucht.
IJs- en koude pakken
Hoewel een eenvoudige piepschuimcontainer de dingen lang koud houdt, worden ze niet koud als ze al warm zijn. En hoewel het materiaal een goede thermische isolator is, gaat er toch wat warmte doorheen, zij het langzaam. Om de warmte die de koeler binnenkomt tegen te gaan en om items te koelen die mogelijk op kamertemperatuur zijn geweest, verlagen ijs en koude pakken de binnentemperatuur van de koeler.