Garrafa térmica

A garrafa térmica é um recipiente capaz de dificultar a propagação de calor proveniente do conteúdo em seu interior para o meio externo (e vice-versa) pelos processos de condução térmica, convecção térmica e irradiação térmica, assim, preservando a sua temperatura. Isso só é possível porque a garrafa térmica é composta de uma parede com dupla face espelhada, separada por um vácuo de outra parede.

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Resumo sobre garrafa térmica

• É um tipo de garrafa que consegue manter os fluídos aquecidos ou resfriados por muito mais tempo do que o normal.

• Tem a função de isolante térmico, mantendo a temperatura do conteúdo em seu interior conservada por mais tempo.

• Impede a propagação de calor por meio dos processos de condução térmica, conveccção térmica ou radiação térmica.

• É constituída de tampa isolante, apoio isolante, parede externa, parede interna com faces espelhadas, e vácuo.

O que é garrafa térmica?

Conhecida também como vaso de Dewar, a garrafa térmica é um recipiente de armazenamento de fluídos que os isola termicamente do meio externo. Ela foi inventada em 1892 pelo físico-químico James Dewar (1842-1923), que tinha o intuito de manter a temperatura das suas soluções químicas conservada, e comercializada em 1904 pela empresa Thermos GmbH.

As garrafas térmicas podem ser feitas de materiais como metal, vidro, espuma ou plástico, e o seu vácuo pode ser preenchido com vapor esfriado a fim de se obter maiores eficiências na conservação da temperatura.

Qual a função da garrafa térmica?

A função da garrafa térmica é evitar a trasmissão de calor, pelos processos de condução, conveccção ou radiação, do conteúdo no interior da garrafa para o ambiente externo e vice-versa, a fim de conservar durante o máximo de tempo a sua temperatura quente ou fria.

Como funciona a garrafa térmica?

As garrafas térmicas precisam manter a temperatura constante, então elas funcionam impedindo que ocorram os três processos de transferência de calor do fluído dentro da garrafa para o meio externo e vice-versa. Esses processos são:

• Condução térmica: é a transmissão de energia através das interações entre moléculas, ocorrendo em meios materiais, independentemente do seu estado.

• Convecção térmica: é a transmissão de energia através do movimento das próprias partículas que formam o corpo, ocorrendo em fluídos (líquidos e gases).

• Irradiação térmica: é a transmissão de energia pelas ondas eletromagnéticas, ocorrendo sem a necessidade de um meio material.

Por isso, a garrafa térmica é fabricada de modo que cada uma das suas partes desempenha um papel importante nesse processo de impedimento da transferência de calor, como mencionado anteriormente.

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Características da garrafa térmica

A garrafa térmica apresenta algumas características diferentes das garrafas convencionais, devido às partes que a constituem, para que assim consiga desempenhar corretamente as suas funções.

A garrafa térmica é constituida de:

• Tampa isolante: tampa parcialmente removível fabricada com material com características isolantes que evita o processo de transmissão de calor por convecção, já que impede o contato entre o ar e o líquido dentro da garrafa.

• Apoio isolante: apoio fabricado com material com características isolantes que evita o processo de transmissão de calor por condução.

• Parede interna com ambas as faces espelhadas: superfície fabricada com material espelhado que evita o processo de transmissão de calor por irradiação, já que mantém as ondas eletromagnéticas refletidas em seu interior, impedindo que elas saiam, e também mantém as ondas eletromagnéticas do exterior da garrafa térmica fora dela, impedindo que elas entrem.

• Parede externa: superfície que circunda a garrafa térmica.

• Vácuo: é o espaço evacuado ou rarefeito entre as paredes interna e externa, evitando o processo de transmissão de calor por condução e convecção. Ele pode ser composto por ar, isopor, mas o ideal é que se “crie” um vácuo.

Fontes

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). Editora Blucher, 2015.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.