겨울과 여름에 온도를 오래 유지해 주는 보온 텀블러의 내부 단열 구조

Question

뜨거운 커피나 얼음물을 텀블러에 담아두면 하루 종일 온도가 잘 유지되어 신기합니다. 내부가 이중 벽 구조로 되어 있고 그 사이를 진공 상태로 만든다던데, 전도와 대류를 차단하는 원리와 내부 은도금 유무가 복사열을 막는 공학적 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 박광덕 박사입니다.

질문자께서 너무 잘 알고 계신것 같습니다.

보온 텀블러가 온도를 오래 유지할 수 있는 이유는 열이 이동하는 세 가지 방법인 전도, 대류, 복사를 최대한 막기 때문입니다.

먼저 텀블러는 이중 벽 구조로 되어 있으며 그 사이를 진공 상태로 만듭니다. 진공에는 공기가 없기 때문에 열이 물질을 통해 이동하는 전도와 공기의 움직임으로 전달되는 대류가 거의 일어나지 않습니다.

하지만 열은 공기가 없어도 적외선 형태의 빛으로 이동할 수 있는데, 이것이 바로 복사입니다. 그래서 고급 텀블러 내부 벽에는 은이나 알루미늄 같은 금속 코팅을 입히기도 합니다. 이 금속층은 적외선을 거울처럼 반사하여 열이 밖으로 빠져나가거나 외부 열이 들어오는 것을 줄여줍니다.

즉, 보온 텀블러는 진공으로 전도와 대류를 막고, 금속 코팅으로 복사를 줄이는 기술을 이용해 뜨거운 커피는 따뜻하게, 얼음물은 차갑게 오랫동안 유지하는 것입니다.