Você tem uma jarra. Você embrulha em espuma. Você tem um cooler decente. Mas você não tem uma garrafa térmica.
O isolamento é um processo de duas etapas. Primeiro, o plástico da espuma é um mau condutor de calor. Em segundo lugar, o ar preso dentro das pequenas bolhas dessa espuma é um condutor ainda pior. A condução é reduzida. As bolhas de ar também quebram quaisquer correntes de convecção potenciais. A transferência de calor através da espuma é pequena.
Mas a espuma não é o fim da história.
O vácuo é um isolante melhor. Um vácuo significa falta de átomos. Um vácuo perfeito tem zero átomos. Você não pode criar um vácuo perfeito, mas pode chegar perto. Sem átomos, você elimina completamente a condução e a convecção.
A Câmara de Vácuo de Vidro
Dentro de uma garrafa térmica padrão, você encontra um envelope de vidro contendo o vácuo. O recipiente interno é de vidro. Em torno desse vidro está o espaço de vácuo.
O vidro é frágil. Então você o encerra em uma caixa de plástico ou metal. Muitas garrafas térmicas permitem desparafusar e remover esse envelope interno de vidro. Você pode inspecioná-lo. Você pode ver a quebra no selo.
O design vai um passo além. O vidro é prateado. Funciona como um espelho. Isto reduz a radiação infravermelha. A combinação do vácuo e do prateamento reduz a transferência de calor por convecção, condução e radiação.
Por que seu café esfria
Uma garrafa térmica não é perfeita. Não interrompe a transferência de calor. Isso apenas retarda.
Coisas quentes em uma garrafa térmica esfriam. Por que? Dois caminhos.
- O boné. Este é o grande problema. O calor escapa pela tampa.
- O gargalo de vidro. O calor é conduzido através do vidro na parte superior, onde as paredes interna e externa se encontram.
Esses caminhos são pequenos. Eles não são zero.
Faz diferença se está quente ou frio?
Não. A garrafa térmica não conhece a temperatura do fluido em seu interior. Está apenas limitando a transferência de calor através das paredes. Isto mantém a temperatura do fluido quase constante por um longo tempo.
Quer você coloque café fervendo ou água gelada, a física é a mesma. O vácuo impede que o calor se mova. O prateamento interrompe a radiação. A tampa é o ponto fraco.
Você compra uma garrafa térmica para ganhar tempo. Para não quebrar as leis da física.
