Der Grund, weshalb heißer Tee oder Kaffee in einer Thermoskanne so lange warm bleibt, liegt im besondere Aufbau der Kanne. Dieser Aufbau schränkt die unterschiedlichen Mechanismen der Wärmeübertragung ein und reduziert den Wärmeverlust damit auf ein Minimum.

Die erste Maßnahme und zugleich einfachste Maßnahme zur Eindämmung der Wärmeverluste zielt auf die Wärmeströmung (Konvektion) ab. Dabei wird durch einen einfachen Schraubdeckel das Abströmen des heißen Dampfes bzw. die damit verbundene Wärmeübertragung an die Umgebung verhindert.

Die zweite Maßnahme dient der Einschränkung der Wärmeleitung durch die Thermoskanne hindurch. Hierfür wird die Thermoskanne häufig doppelwandig ausgeführt. Zwischen den beiden Wandungen befindet sich dann Luft oder ein anderes Wärmedämmmaterial.

Beachte, dass Luft aufgrund der geringen Teilchendichte relativ gut als Wärmedämmung gegen Wärmeleitung fungiert. In teuren Thermoskannen herrscht im Zwischenraum sogar ein Vakuum. Denn schließlich ist ohne Teilchen auch keine Wärmeübertragung von Teilchen zu Teilchen möglich, wie sie bei der Wärmeleitung auftritt.

Die innere Wandung der Thermoskanne kann natürlich nicht vollständig durch ein Vakuum oder ein anderes Dämmmaterial von der äußeren Fassung getrennt sein. Schließlich müssen die unterschiedlichen Wandungen auf irgendeine Weise miteinander verbunden sein. Damit kann allerdings die wärmedämmende Wirkung an diesen Verbindungsstellen überbrückt werden und Wärme nach außen strömen. Solche meist ungewollten Überbrückungen der Wärmedämmung bezeichnet man deshalb auch als sogenannte Wärmebrücken (umgangssprachlich auch Kältebrücken genannt).

Die dritte Maßnahme zur Wärmedämmung zielt auf die Verhinderung der Wärmestrahlung ab. Hierfür wird die Innenseite der Thermoskanne verspiegelt ausgeführt. Wie sichtbare Strahlung auch, so unterliegt auch die für uns nicht sichtbare Wärmestrahlung den Gesetzen der Physik, insbesondere des Reflexionsgesetzes. Die Wärmestrahlung wird durch die Verspiegelung im Inneren der Kanne permanent reflektiert und bleibt sozusagen in der Kanne gefangen und tritt somit so gut wie nicht nach außen.

Anmerkung: Das Prinzip der Wärmedämmung durch Verwendung von Dämmmaterial und reflektierender Folie wird bspw. auch bei Warmwasserrohren in Haushalten angewendet.

Die oben genannten Maßnahmen sorgen im Übrigen nicht nur dafür, dass heiße Getränke lange warm bleiben, sondern auch, dass kalte Getränke im Sommer kühl bleiben. In diesem Fall sorgen die Maßnahmen dafür, dass keine Wärme in die Kanne eindringt. Um dabei auch das Eindringen der Wärmestrahlung von außen zu verhindern, ist eine Thermoskanne in der Regel zusätzlich noch von außen verspiegelt! Der typisch metallische Glanz der Thermoskanne hat also nicht nur einen optischen Grund, sondern auch einen physikalischen Nutzen.

Wie lange eine Thermoskanne ein Getränkt warm bzw. kalt hält, geben die Hersteller meist an. Dabei ist auffällig, dass Thermoskannen kalte Getränke meist länger kalt halten als heiße Getränke warm. Dies hat mit dem Temperaturunterschied zwischen Getränk und Umgebung zu tun. Vor dem Eingießen eines heißen Getränkes beträgt dessen Temperatur in der Regel maximal 100 °C. Im Winter bei Umgebungstemperaturen von 0 °C beträgt die Temperaturdifferenz somit 100 °C. Diese Temperaturdifferenz ist letztlich der Antrieb für den Wärmestrom. In diesem Fall ist er also relativ groß und damit auch die Wärmeverluste.

Beim Kühlhalten eines Getränks ist der Temperaturunterschied zwischen Getränk und Umgebung hingegen deutlich geringer. Im flüssigen Zustand beträgt die kleinstmögliche Temperatur für Wasser 0 °C. Im Sommer bei Umgebungstemperaturen von 30 °C beträgt die Temperaturdifferenz zwischen Getränk und Umgebung somit nur 30 °C. Bei dieser Temperaturdifferenz ist der Wärmestrom und damit die Wärmeverluste deutlich geringer. Aus diesem Grund bleiben kalte Getränke länger kalt als heiße Getränke warm.