Våra interna besserwisser svarar på frågor om ditt samspel med tekniken.

Q: Vad är den bästa kylaren ur ett fysikperspektiv?

A: Först en påminnelse från fysiken i högstadiet: Värme, på atomnivå, är molekylers rörelse. Ju snabbare de rör sig, desto varmare är fastämnet/vätskan/gasen. I en varm gas innebär detta att molekylerna rusar runt och studsar mot väggarna. I en varm fast substans vibrerar molekylerna där de sitter och överför sina vibrationer till alla långsammare vibrerande grannar genom de fjädrande molekylära bindningar som håller samman den fasta substansen.

Kall är frånvaron av värme, på samma sätt som mörker är frånvaron av ljus. Målet med en kylare är alltså inte så mycket att hålla ”kylan” inne, utan att hålla värmen ute. Hur väl en kylare kan göra detta beror på tre nyckelfaktorer: isolering, luft och is.

Så vad är den bästa kylaren? Tänk på det ur ett termodynamiskt perspektiv:

En med tjock isolering av skum med slutna celler

I allmänhet använder alla kommersiella kylboxar samma isoleringsmetod: skum mellan inner- och ytterväggarna. Skum är en bra isolering av två skäl. För det första är det fyllt med gasbubblor; gaser leder värme mindre effektivt än vare sig vätskor eller fasta ämnen, och genom att fånga in gasen i små bubblor förhindras gasen från att effektivt överföra värme via konvektion. För det andra är de polymermolekyler som utgör bubblornas väggar ganska löst bundna, vilket begränsar den hastighet med vilken värme kan överföras från en molekyl till en annan. (Molekyler i material med hög värmeledningsförmåga, t.ex. metall, innehåller fritt flytande elektroner, som överför värme lättare än deras mindre rörliga motsvarigheter.)

Men alla skum är inte lika bra! Du har ditt skum med slutna celler och ditt skum med öppna celler. Skum med slutna celler är tätt och styvt, och de flesta gasbubblorna rör inte vid varandra. Öppencelligt skum är mer flexibelt och lättare, men eftersom de flesta gasbubblorna är i kontakt med varandra är det lättare för värme att vandra genom det och är därför mindre isolerande. De två typerna av skum innehåller också olika typer av gas: Öppna bubblor är ofta fyllda med vattenånga, medan slutna skummaterial är fyllda med en mängd andra kemikalier med bättre isolerande egenskaper, t.ex. pentan. (Under årtionden fylldes de flesta isolerande slutna cellskummor med CFC, men de har fasats ut efter det att man upptäckte deras inverkan på ozonskiktet. De flesta nuvarande skumgaser är inte lika bra för att skydda kallt kött, men de är betydligt bättre för att skydda atmosfären!)

Oppencelligt skum är den typ av skum som används i mjuka lunchlådor och liknande, medan hårda kylboxar i allmänhet innehåller slutencelligt skum i sina väggar. På grund av skillnaden i isoleringsförmåga är det nästan alltid bättre att ha en kylbox med hårda sidor än en med mjuka sidor, så länge bärbarheten inte är en begränsande faktor.

Sist och mest intuitivt beror kylboxens effektivitet på tjockleken på det skum som används för att isolera den. Vissa billigare kylboxar har ingen isolering i locket, eller så har de tunnare isolering i botten av kylboxen; båda dessa faktorer kommer att minska kylboxens effektivitet. Om locket på din kylare har mugghållare kan du dessutom överväga att sätta en plugg av isolerande material, som t.ex. styrofoam, i botten av dem. (Eller om du inte använder dem, fundera på att fylla dem med sprayskum eller minnesskum!)

En som förblir full och oöppnad

Vid jämförelse med fasta ämnen och vätskor är luft en dålig värmeledare. Men underskatta den inte! Varje gång innehållet i din kylbox kommer i kontakt med den varmare luften utanför, kommer dessa snabbare rörliga molekyler in och petar dina kalla molekyler i revbenen, vilket får dem att röra sig snabbare – och gör din öl lite varmare. Av denna anledning är det bäst att din kylbox inte öppnas ofta. Överväg att ha separata kylare för mat och för dryck.

En bra kylare är dessutom lufttät. Kontrollera tätningen runt locket på din kylare och se till att den släpper in så lite luft som möjligt. Vissa kylare, till exempel YETI och Orca, är gjutna i ett stycke plast utan skarvar, i en process som kallas roto-molding. Det är otroligt effektivt när det gäller att hålla luften borta, men det kan också vara otroligt dyrt.

Om det är möjligt att fylla kylboxen så att det inte finns några luftfickor, gör det – helst med is. För även om en blandning av is och smält vatten i din kylbox alltid kommer att vara 32 grader Fahrenheit, kommer all luft i kylboxen att vara varmare än så. Genom att fylla dessa luftfickor med is slipper du det problemet.

En med rätt mängd (och form) is

Det allmänt accepterade förhållandet mellan is och innehåll är ungefär 2:1. (Det ideala förhållandet har så många faktorer, bland annat innehållets specifika värme, att det inte är något som är värt att beräkna före varje campingtur). Isens smältningshastighet är direkt relaterad till dess yta: Ett isblock smälter mycket långsammare än motsvarande mängd is i små kuber. Överväg att köpa blockis eller frysa vatten i en plastkanna för att göra ett eget ”block”. (Efter att den här artikeln först publicerades skrev fysikläraren Fred Bucheit till oss för att påminna oss om att det faktiskt är önskvärt att smälta isen, eftersom det är så isen absorberar den värme som annars skulle värma din öl. Om du vill att innehållet ska vara maximalt kallt är snabbsmältande kuber din vän; om du har en lång resa där innehållet inte behöver frysa, kommer blockis att hålla mycket längre.)

När isen smälter kommer vattennivån i din kylväska att öka. Töm inte ut den! Det isolerar fortfarande kylarens innehåll. (Vatten kan leda värme bättre än luft, men så länge vattnet är kallare än luften är det det bättre val att förvara din öl i.)

Snabbt rörliga molekyler är fienden till kalla saker, och att hålla dessa molekyler i schack är den tappra ambitionen för alla kylare – de bästa drar full nytta av fysikens lagar för att maximera sin kraft.

Meredith Fore gillar sin hard cider iskall och skriver för WIRED om fysik som AAAS Mass Media Fellow.

Uppdaterad 7-11-19, 21:00 EDT, för att förtydliga hur smältande is faktiskt kan hjälpa till att hålla dina drycker kalla.

Vad kan vi berätta för dig? Nej, egentligen, vad vill du att en av våra interna experter ska berätta för dig? Ställ din fråga i kommentaren eller skicka ett e-postmeddelande till våra experter.

Mer fantastiska WIRED-historier

• En anordning för att upptäcka ”aggression” i skolor misslyckas ofta
• Disneys nya Lejonkungen är VR-
• Google Photos-hacks för att tämja din bildöverbelastning
• Det är dags att byta till en webbläsare för skydd av privatlivet
• YouTubes ”skitrobot”-drottning har tillverkat en Tesla pickup-lastbil
• 📱 Trivs du med att välja mellan de senaste telefonerna? Var inte rädd – kolla in vår köpguide för iPhone och våra favorit Android-telefoner
• 📩 Hungrig på ännu fler djupdykningar om ditt nästa favoritämne? Anmäl dig till Backchannels nyhetsbrev