核心概念
物理学
热量
温度
绝缘
引言
冷却器是如何保持物体低温的？哪种材料的绝缘效果最好？试试这个项目，看看冰块从冰箱里取出后能保持多久不融化！
背景
你是否使用过保温午餐盒或袋子来装学校午餐，或者使用冷却器来装野餐食物？为什么不直接把食物扔进纸袋或普通盒子？冷却器到底有什么特别之处？你将在这个项目中找到答案——但首先让我们了解一下热传递。
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热量自然地从高温流向低温。你可以通过观察（和感受）热饮来观察到这一点。一杯热巧克力最终会冷却下来并达到室温。在这种情况下，热量从热饮流向较冷的环境。一杯冷水最终也会达到室温。在这种情况下，热量从较温暖的环境流向较冷的杯子。
热是物质中分子之间的振动和碰撞。热量在物体之间移动有三种不同的方式：传导、对流和辐射。当物体彼此直接接触时，就会发生传导。当你触摸冰块或热杯子时，你会感觉到传导。当流体（如空气或水）流过物体时，就会发生对流。对流可以是自然的（例如，热物体，如炉子上的平底锅，会加热周围的空气，导致这种较热的空气上升）或强制的（例如空调中的风扇）。当你在寒冷的冬风中站在外面并感到寒冷时，你会感觉到对流。最后，热量可以通过电磁辐射传递。最值得注意的是，当你站在阳光下时，你可以感觉到这一点。你可以感觉到阳光照射在皮肤上的温暖——即使太阳距离你数百万英里，中间是真空的空间（所以没有允许传导或对流的物质）！
热量从一个地方流向另一个地方的方式有很多种。这使得保持食物冷藏（或加热）成为一项挑战。如果热传递一直自然发生，你如何阻止热传递？或者你至少如何减缓它，使你的食物不会变质？关键是绝缘！隔热材料是帮助降低热传递速率的材料。有些材料是热的不良导体，因此它们是很好的绝缘体，可以减缓热传导。其他材料可以阻挡可见光或红外光中的辐射。在这个项目中，你将制作自己的冷却器，并探索绝缘如何帮助冰块不融化（至少暂时不会融化）。
材料
两个大小相同的塑料食品储物容器（其中一个需要有一个紧密的盖子）。
冰块（至少两个大小相同的）
两个塑料拉链袋或匹配的较小食品储物容器/杯子，可以放入较大的容器中
一个工作表面，你的两个容器将在那里平等地暴露于外部热源（如阳光或通风口）。（为了加快活动速度，将你的容器放在阳光下和/或在温暖的日子里拿到室外。）
绝缘材料，如棉球、气泡膜、皱巴巴的纸等（不止一种是可选的）——足够大致填满你的一个大食品容器
准备工作
用绝缘材料大致填满你的一个塑料容器的内部。这就是你的“冷却器”。
将一个拉链袋或较小的塑料容器放入每个较大的容器中（确保绝缘容器上的盖子能够完全关闭；移除任何需要的绝缘材料，直到盖子可以关闭；暂时保持打开状态）。
步骤
在你的每个较小的容器或袋子中放入一个冰块。
快速盖上“绝缘”冷却器容器的盖子。（不要在另一个较大的容器上盖盖子。）你认为哪个冰块会持续最久？
如果你的工作场所不是很温暖，冰块可能需要一段时间才能融化。去做其他事情15分钟，然后再回来。现在打开的容器中的冰块有多大？
根据融化的速度，继续定期检查冰块。持续检查直到它完全融化。
一旦冰块融化完毕，打开你的冷却器并检查里面的冰块。它也完全融化了吗？如果没有，它有多大？
额外内容：尝试制作多个具有不同绝缘材料的冷却器——甚至在单个冷却器内组合多层绝缘材料。哪种材料（或哪些材料）使冰块融化的时间最长？你认为这是为什么？
额外内容：这是我们在这个项目中尚未考虑的事情：空间！如果你的冷却器里有空间放食物和饮料，而不是主要用绝缘材料填充，那可能会更好。再次尝试该活动，但将绝缘材料紧紧地塞在墙壁上，以便在容器中留出更多空间。这会改变冰块融化的速度吗？你能用不同的材料优化这种设计吗？
观察和结果
当打开的容器中的冰块最终融化时，你可能会发现绝缘容器中的冰块仍然几乎是原来大小的一半！将冰块放入密封的绝缘容器中，可以大大减少它通过传导（因为绝缘材料不是热的良好导体）和对流（因为盖子是密封的，额外的空气无法在冰块周围流动）获得的热量。如果你的绝缘材料是不透明的，它还可以减少通过辐射传递的热量——尽管这在阳光下比你在室内进行活动时是一个更大的因素。
思考一下你在这个活动中学到的东西，以及它与真实冷却器的关系。例如，你见过透明的冷却器吗？为什么那会不太理想？如果你想保持物体低温，是最好让冷却器盖子打开还是关闭？如果你需要长时间保持物体低温，你会使用轻便、薄壁的冷却器还是壁较厚的冷却器？你在这个活动中学到的东西如何影响你打包午餐或野餐的方式？
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