Unsere hausinternen Alleswisser beantworten Fragen zu Ihrem Umgang mit der Technik.

Q: Was ist aus physikalischer Sicht die beste Kühlbox?

A: Zunächst eine Erinnerung an die Physik in der Schule: Wärme ist auf atomarer Ebene die Bewegung von Molekülen. Je schneller sie sich bewegen, desto heißer ist der Feststoff/die Flüssigkeit/das Gas. In einem heißen Gas bedeutet dies, dass die Moleküle herumschwirren und von den Wänden abprallen. In einem heißen Festkörper schwingen die Moleküle dort, wo sie sitzen, und geben ihre Schwingungen durch die federnden Molekülbindungen, die den Festkörper zusammenhalten, an alle langsamer schwingenden Nachbarn weiter.

Kälte ist die Abwesenheit von Wärme, so wie Dunkelheit die Abwesenheit von Licht ist. Das Ziel eines Kühlers besteht also nicht so sehr darin, die „Kälte“ drinnen zu halten, sondern die Wärme draußen zu lassen. Wie gut eine Kühlbox dies leisten kann, hängt von drei Schlüsselfaktoren ab: Isolierung, Luft und Eis.

Was ist also die beste Kühlbox? Betrachten Sie die Frage aus der Sicht der Thermodynamik:

Eine mit dicker, geschlossenzelliger Schaumstoffisolierung

Im Allgemeinen verwenden alle handelsüblichen Kühlboxen die gleiche Isoliermethode: Schaumstoff zwischen Innen- und Außenwand. Schaumstoff ist aus zwei Gründen ein guter Isolator. Erstens ist er mit Gasbläschen gefüllt; Gase leiten Wärme weniger gut als Flüssigkeiten oder Feststoffe, und der Einschluss des Gases in kleinen Bläschen verhindert, dass das Gas die Wärme durch Konvektion effektiv überträgt. Zweitens sind die Polymermoleküle, aus denen die Wände der Blasen bestehen, relativ lose miteinander verbunden, was die Geschwindigkeit, mit der Wärme von einem Molekül auf ein anderes übertragen werden kann, begrenzt. (Moleküle in hoch wärmeleitenden Materialien wie Metall enthalten frei fließende Elektronen, die Wärme leichter übertragen als ihre weniger mobilen Gegenstücke.)

Aber Schaumstoff ist nicht gleich Schaumstoff! Es gibt geschlossenzelligen Schaumstoff und offenzelligen Schaumstoff. Geschlossenzelliger Schaumstoff ist dicht und starr, und die meisten Gasblasen berühren sich nicht gegenseitig. Offenzelliger Schaumstoff ist flexibler und leichter, aber da die meisten Gasblasen miteinander in Kontakt sind, kann sich die Wärme leichter durch ihn hindurch bewegen und er ist daher weniger isolierend. Die beiden Arten von Schaumstoff enthalten auch unterschiedliche Gasarten: Offenzellige Blasen sind oft mit Wasserdampf gefüllt, während geschlossenzellige Schaumstoffe mit einer Vielzahl anderer Chemikalien mit besseren Isoliereigenschaften gefüllt sind, wie z. B. Pentan. (Jahrzehntelang waren die meisten geschlossenzelligen Isolierschäume mit FCKW gefüllt; diese wurden schrittweise aus dem Verkehr gezogen, nachdem ihre Auswirkungen auf die Ozonschicht entdeckt worden waren. Die meisten aktuellen Schaumgase sind nicht ganz so gut für den Schutz von Wurstwaren, aber sie sind wesentlich besser für den Schutz der Atmosphäre!)

Offenzelliger Schaum ist die Art von Schaum, die in weichen Lunch-Touchern und dergleichen verwendet wird, während Hartschalen-Kühlboxen im Allgemeinen geschlossenzelligen Schaum in ihren Wänden enthalten. Wegen des unterschiedlichen Isoliervermögens ist eine Hartschalenkühlbox fast immer besser als eine Weichschalenkühlbox, sofern die Tragbarkeit kein Hindernis darstellt.

Schließlich hängt die Wirksamkeit Ihrer Kühlbox auch von der Dicke des zur Isolierung verwendeten Schaums ab. Einige billigere Kühlboxen haben keine Isolierung im Deckel oder eine dünnere Isolierung am Boden der Kühlbox. Wenn der Deckel Ihrer Kühlbox mit Getränkehaltern ausgestattet ist, sollten Sie außerdem in Erwägung ziehen, diese mit einem Stöpsel aus isolierendem Material wie Styropor zu versehen. (Oder wenn Sie sie nicht benutzen, füllen Sie sie mit Sprühschaum oder Memory Foam!)

Eine, die voll und ungeöffnet bleibt

Im Vergleich zu festen und flüssigen Stoffen ist Luft ein schlechter Wärmeleiter. Aber unterschätzen Sie sie nicht! Jedes Mal, wenn der Inhalt Ihrer Kühlbox mit der wärmeren Außenluft in Berührung kommt, dringen diese sich schneller bewegenden Moleküle ein und stoßen Ihre kalten Moleküle in die Rippen, wodurch sie sich schneller bewegen und Ihr Bier etwas wärmer wird. Aus diesem Grund ist es am besten, wenn Ihre Kühlbox nicht oft geöffnet wird. Überlegen Sie, ob Sie getrennte Kühlboxen für Lebensmittel und Getränke haben.

Eine gute Kühlbox ist außerdem luftdicht. Überprüfen Sie die Dichtung um den Deckel Ihrer Kühlbox und stellen Sie sicher, dass sie so wenig Luft wie möglich durchlässt. Einige Kühlboxen, wie z. B. YETI und Orca, werden aus einem Stück Kunststoff ohne Nähte geformt, und zwar im so genannten Rotationsgussverfahren. Es ist unglaublich effektiv, um die Luft draußen zu halten, aber es kann auch unglaublich teuer sein.

Wenn es möglich ist, Ihre Kühlbox so zu füllen, dass es keine Lufteinschlüsse gibt, tun Sie das – vorzugsweise mit Eis. Denn während eine Mischung aus Eis und geschmolzenem Wasser in Ihrer Kühlbox immer 32 Grad Fahrenheit hat, ist die Luft in Ihrer Kühlbox wärmer als das. Das Auffüllen dieser Lufttaschen mit Eis beseitigt dieses Problem.

Eine mit der richtigen Menge (und Form) an Eis

Das allgemein akzeptierte Verhältnis von Eis zu Inhalt ist etwa 2:1. (Das ideale Verhältnis hängt von so vielen Faktoren ab, unter anderem von der spezifischen Wärme des Inhalts, dass es sich nicht lohnt, es vor jedem Campingausflug zu berechnen.) Die Schmelzgeschwindigkeit von Eis steht in direktem Zusammenhang mit seiner Oberfläche: Ein Eisblock schmilzt viel langsamer als eine entsprechende Menge Eis in kleinen Würfeln. Erwägen Sie den Kauf von Eisblöcken oder frieren Sie Wasser in einem Plastikkrug ein, um Ihren eigenen „Block“ herzustellen. (Nach der Veröffentlichung dieses Artikels schrieb uns der Physiklehrer Fred Bucheit, dass das Schmelzen des Eises eigentlich erwünscht ist, da das Eis auf diese Weise die Wärme absorbiert, die sonst Ihr Bier erwärmen würde. Wenn der Inhalt maximal gekühlt sein soll, sind schnell schmelzende Eiswürfel Ihr Freund; wenn Sie eine lange Reise vor sich haben, bei der der Inhalt nicht gefrieren muss, hält Blockeis viel länger.)

Wenn das Eis schmilzt, steigt der Wasserstand in Ihrer Kühlbox. Lassen Sie es nicht ablaufen! Es isoliert immer noch den Inhalt der Kühlbox. (Wasser mag Wärme besser leiten als Luft, aber solange das Wasser kälter ist als die Luft, ist es die bessere Wahl, um Ihr Bier darin aufzubewahren.)

Schnelle Moleküle sind der Feind von kalten Dingen, und diese Moleküle in Schach zu halten ist das tapfere Ziel aller Kühlboxen – die besten nutzen die Gesetze der Physik, um ihre Leistung zu maximieren.

Meredith Fore mag ihren Apfelwein eiskalt und schreibt als AAAS Mass Media Fellow für WIRED über Physik.

Aktualisiert am 11.7.19, 21 Uhr EDT, um zu klären, wie schmelzendes Eis tatsächlich dazu beitragen kann, Ihre Getränke kalt zu halten.

Was können wir Ihnen sagen? Nein, wirklich, was möchten Sie von einem unserer hauseigenen Experten wissen? Stellen Sie Ihre Frage in den Kommentaren oder senden Sie eine E-Mail an die Alleswisser.

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