Pegue tomar um copo de água gelada ou uma tigela de sopa quente e deixe na mesa da cozinha. Você sabe o que vai acontecer? O prato de sopa esfria até a temperatura ambiente e o líquido ao clima ambiente. Esse é um fato termodinâmico da vida, se colocar dois objetos com temperaturas diferentes juntas, então a transferência de calor faz com que atinjam a mesma temperatura.
Se você quer manter uma tigela de sopa quente o maior tempo possível, isto é, retardar o processo de transferência de calor natural, então se faz necessário desacelerar os três processos que causam a transferência de calor.
Uma maneira de construir o recipiente térmico é com isolamento de espuma. Porém, há um isolante ainda melhor: O vácuo. É quase impossível criar um vácuo perfeito, mas se pode chegar perto. O que se encontra na garrafa térmica consiste em envelope de vidro que segura o vácuo. Dentro de uma garrafa térmica tem vidro, e em torno do mesmo existe a parte evacuada.
O envelope de vidro é frágil, por isso fica envolto em um plástico ou caixa de metal. A garrafa térmica tem a parte vitrificada prateada (como no espelho) para reduzir a radiação infravermelha. A combinação reduz a transferência de calor por convecção, condução e radiação.
Toda a garrafa térmica é limitar à transferência de calor através das paredes da garrafa térmica. Isso permite que o fluido no interior mantenha a sua temperatura em um nível constante durante longo período de tempo (se o clima for muito quente ou frio ao extremo).
Diferentes Formas de Isolar a Garrafa Térmica
Se você é do tipo experimental, pode querer experimentar experiências para ver como as diferentes formas de isolamento funcionam e comparar com uma garrafa térmica. Possível querer tentar melhorar o desempenho de uma garrafa térmica. Não se pode ignorar o fato de que a investigação envolve a compreensão de usar a garrafa térmica da melhor forma:
Comece com uma garrafa térmica. Preencha com água fervente e tampe. Procure medir sua temperatura com um termômetro cada uma ou duas horas ao ver o gráfico da temperatura. Outra coisa que se pode tentar é um conjunto de experiências para encontrar os valores de isolamento de diferentes materiais. Encontre vários frascos que contêm a mesma quantidade de líquido e tente isolar em diferentes materiais.
A coisa sobre garrafas térmicas é que elas parecem ter uma capacidade quase miraculosa para isolar o líquido dentro de forma quente ou fria contra o ambiente externo. O calor não vai vazar! No entanto, quando se olha para dentro de uma garrafa térmica existe apenas um vidro brilhante. Como isso pode isolar?
Você pode encher uma garrafa térmica com chá quente ou café, o conteúdo se mantém na temperatura. Possível também encher uma garrafa térmica com algo frio, como o nitrogênio líquido. O exterior do frasco não se sente frio!
Com vácuo, não há nenhum material para permitir que qualquer condução aconteça através da abertura e nenhum fluido (tal como o ar) para proporcionar convecção. Quanto à radiação, a diferença de temperatura não é grande, e a de calor tende a funcionar melhor quando as coisas estão brilhando como estrelas. O mesmo princípio se aplica aos caminhões que transportam azoto líquido em grandes frascos em vez de vidro. É o vácuo que fornece o isolamento, não o vidro ou aço.
Qual o Funcionamento da Garrafa Térmica?
Um jarro ou garrafa térmica funciona com um princípio simples – a propriedade isolante do ar. O objeto tem duas paredes entre as quais existe um espaço vazio. Ambas as paredes dentro e fora são feitas de materiais que não transferem o calor do bem. Assim, o conteúdo quente ou frio da garrafa térmica permanece quente ou frio, enquanto a camada exterior da garrafa e o ar abrandam a transferência de calor dentro ou fora do componente.
As pessoas que nasceram na metade do século XX podem se lembrar de como a garrafa térmica original teve de ser feita, e não é difícil encontrar uma família sem uma história com algumas unidades quebradas. A parede era de metal e a parede interna de vidro.
Enquanto a parede de metal fornecia boa proteção contra acidente, uma queda acidental, ou mesmo uma lavagem muito entusiasmada, poderia quebrar a parede de vidro interior. Em alguns casos era possível encomendar ao fabricante, desmantelar as juntas na parte superior e colocar em novo forro, mas isso significava um verdadeiro atraso entre os piqueniques.
As garrafas térmicas da atualidade são mais seguras de manusear. De plástico, de um modo geral, substituiu tanto o vidro interior como o metal no exterior. Às vezes, isopor é inserido entre as duas camadas de isolamento adicional.
Qualquer que seja o material, a tecnologia continua a ser a mesma: Um recipiente de parede dupla com um espaço de ar no meio. Simples, mas eficaz para manter o conteúdo quente ou frio. O que seria de uma lancheira sem uma garrafa térmica?
A garrafa térmica trabalha com o conceito de um vácuo em que o calor não pode viajar através do vácuo. Um vácuo é criado entre o interior e a parede exterior do balão. Tecnicamente falando, este espaço não é um vácuo, mas que tem uma pressão mais baixa do que o ar atmosférico em torno do frasco.
A garrafa térmica funciona ao impedir as formas de transferência de calor. Ela impede que a condução aconteça através do vácuo entre a camada exterior e no interior. Não permite que a radiação fique ao lado de dentro por uso de um material brilhante. Também evita a convecção por meio de uma tampa apertada.
Uma garrafa térmica utiliza o conceito de um princípio de vácuo, definido por ausência de ar, partículas ou qualquer coisa. Por esse motivo não tem termodinâmica, visto que não pode transferir o calor em qualquer direção. Como não há matéria para transferir energia quente o calor permanecerá no lugar. Toda a garrafa térmica é limitar à transferência de calor através das paredes que existe na mesma.
Na cozinha podemos encontrar objetos que em muito facilitam a organização e preparação de alimentos e também é necessário os objetos que ajudam na manutenção e conservação de alimentos.
A garrafa é um dos utensilios de cozinha que não pode faltar quando se pretende manter o café conservado e quente por um bom tempo. Confira alguns modelos de garrafa térmica nas imagens abaixo!
