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der Ende des 19. Jhdts. mit unterkühlten Flüssigkeiten experimentierte. Zur
gleichen Zeit wurde die Gesetzmäßigkeit der Strahlungsleistung in Abhängigkeit
von absoluter Temperatur und Emissionskoeffizient durch die österreichischen
Physiker Stefan und Boltzmann herausgefunden und in dem nach ihnen
benannten Gesetz berechenbar gemacht. Die Entdeckung des
Strahlungsgesetzes wurde in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht
und hierdurch auch Sir James Dewar bekannt. Der hatte das Problem, dass
seine unterkühlten Flüssigkeiten ständig wärmer und damit für ihn unbrauchbar
wurden. Die Strahlungsgesetze brachten Sir James auf die Idee einer
praktischen Nutzanwendung. Von einem Glasbläser ließ er sich daher Gefäße
herstellen, die aus zwei ineinander steckenden Flaschen bestanden. Die äußere
Flasche ließ er mit Silber beschichten, wie dies damals auch bei normalen
Spiegeln üblich war. Den Hohlraum zwischen den beiden Flaschen pumpte er,
so gut es ging, luftleer. Er hatte jedoch ein Dichtungsproblem dergestalt, dass
sich der Hohlraum immer wieder mit Luft füllte und er daher das Problem der
Eisbildung hatte. Um dem vorzubeugen, legte er Tierkohlebrocken in den
Hohlraum, die die überschüssige Luftfeuchtigkeit aufnehmen sollten. Am Ende
hatte Sir James seinen Zweck erreicht. Seine Experimente waren nun
entscheidend erleichtert. Hätte er seine Erfindung zum Patent angemeldet,
wäre er wohl ein schwerreicher Mann geworden. Daran dachte er jedoch
offensichtlich nicht. Erst erheblich später gründete sich in Deutschland ein
Unternehmen, welches Thermoskannen als Gebrauchsgegenstand herstellte.
Heutzutage ist die Thermoskanne ein Allttagsgegenstand, der tadellos seinen
Zweck erfüllt, also sowohl die Warmhaltung als auch die Kühlhaltung von
Speisen und vorzugsweise von Getränken. In Wissenschaftskreisen spricht man
Sir James zu Ehren immer noch vom „Dewar-Gefäss“.
Unserem Altbundeskanzler Helmut Kohl wird zugeschrieben, dass er die
Thermoskanne für die bedeutendste Erfindung des 20.Jhdts. hielte, weil sie
wüsste, dass sie im Winter den Tee warm halten müsse und im Sommer kalt.
Wie funktioniert aber nun die Thermoskanne? Betrachten wir zunächst die
Warmhaltung. Wir füllen also unsere Thermoskanne mit heißem Kaffee auf,
80 °C. Die innere Glasflasche erwärmt sich ruck-zuck auf die gleiche
Temperatur. Glas hat einen Emissionskoeffizienten von 0,87. Die reflektierende
Beschichtung an der äußeren Glasflasche hat einen Emissionskoefffizienten von
0,02. Nach Stefan-Boltzmann emittiert nun die innere Glasflasche eine
Strahlung von
Qs = 5,67 x 0,87 [(273 + 80)/100] 4 = 765,83 W/m²
Davon werden etwa 90% reflektiert. 10% werden von der reflektierenden
Schicht absorbiert und führen daher zu einer Temperaturerhöhung in der
äußeren Glasflasche. Die reflektierende Schicht ist aber auch nach außen ein
schlechter Strahler, sodass auch dort nur ein geringer Teil auf das Gehäuse der
Kanne gelangt, dort aber wiederum – da auch diese Seite meistens aus einer
polierten Metallschicht besteht, zum überwiegenden Teil reflektiert wird.
Unterm Strich gelingt es etwa 2% der abgestrahlten Energie letztlich in die