Funcionamento interno de uma garrafa térmica
Uma maneira de construir um recipiente tipo garrafa térmica seria pegar um frasco e envolvê-lo em, por exemplo, isolamento de espuma. Isolamento funciona por dois princípios. Primeiro, o plástico na espuma não é um bom condutor de calor. Segundo, o ar preso na espuma é um condutor de calor ainda pior. Portanto, a condução foi reduzida. Como o ar é quebrado em pequenas bolhas, a outra coisa que o isolamento de espuma faz é eliminar amplamente a convecção dentro da espuma. A transferência de calor através da espuma é, portanto, bem pequena.
Acontece que existe um isolante ainda melhor do que a espuma: um vácuo. Um vácuo é uma falta de átomos. Um vácuo perfeito 0010010 0010010 ; contém zero átomos. É quase impossível criar um vácuo perfeito, mas você pode se aproximar. Sem átomos, você elimina completamente a condução e a convecção.
O que você encontra em uma garrafa térmica é um envelope de vidro segurando um vácuo. Dentro de uma garrafa térmica há vidro, e ao redor do vidro há um vácuo. O envelope de vidro é frágil, por isso é envolto em uma caixa de plástico ou metal. Em muitas garrafas térmicas, você pode desaparafusar e remover esse envelope de vidro.
Uma garrafa térmica vai um passo adiante. O vidro é prateado (como um espelho) para reduzir a radiação infravermelha. A combinação de vácuo e prateamento reduz bastante a transferência de calor por convecção, condução e radiação.
Então, por que as coisas quentes de uma garrafa térmica sempre esfriam? Você pode ver na figura dois caminhos para transferência de calor. O grande é o boné. O outro é o vidro, que fornece um caminho de condução no topo do balão, onde as paredes interna e externa se encontram. Embora a transferência de calor por esses caminhos seja pequena, não é zero.
A garrafa térmica sabe se o fluido dentro dela é quente ou frio? Não. Tudo o que a garrafa térmica está fazendo é limitar a transferência de calor através das paredes da garrafa térmica. Isso permite que o fluido dentro da garrafa térmica mantenha sua temperatura quase constante por um longo período de tempo (seja a temperatura quente ou fria).
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