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Curso: Ciências EF: 7° ano > Unidade 1
Lição 2: Trocas de calorA garrafa térmica e outros utensílios do cotidiano
Neste artigo vamos conhecer o funcionamento da garrafa e da caixa térmica que mantém a temperatura - quente ou fria - de bebidas e alimentos.
Introdução
Nada como tomar um suco bem gelado para matar a sede em um dia de verão; e nada como um chocolate bem quentinho para nos aquecer em um dia frio de inverno.
Mas como podemos manter o suco gelado e o chocolate quente se estivermos, por exemplo, viajando ou na praia?
Você já passou por isso?
Como resolveu esse problema?
A família da foto mostrada na Figura 1 resolveu o problema usando uma caixa térmica.
Entretanto, com a tampa aberta, nem a bebida nem a comida que estão na caixa vão manter a temperatura inicial.
Vamos entender por que isso ocorre?
Começaremos discutindo a garrafa térmica, que foi a precursora da caixa térmica.
A garrafa térmica
A garrafa térmica foi inventada inicialmente para resolver problemas ligados à pesquisa científica, não tendo nenhuma relação com alimentos ou bebidas.
Foi em 1892 que James Dewar inventou a garrafa térmica para manter em baixas temperaturas alguns gases liquefeitos que ele precisava em suas pesquisas.
Somente em 1904 a garrafa térmica começou a ser amplamente vendida como bem de consumo e utensílio para a manutenção da temperatura.
As formas e os materiais usados para a fabricação das garrafas térmicas mudaram ao longo do tempo, mas o princípio de funcionamento continua o mesmo.
A ideia principal é que os modos de troca de calor sejam minimizados o máximo possível, ou seja, impedir que a convecção, a condução e a irradiação térmica aconteçam.
Considerando que tanto a condução quanto a convecção se dão através da matéria, esses dois processos podem ser minimizados através da introdução de um vácuo no sistema.
Dito e feito, as garrafas térmicas possuem paredes duplas com vácuo entre elas. As caixas térmicas também possuem paredes duplas com vácuo.
Já o processo de troca de calor por irradiação é mais difícil de anular, visto que ele acontece inclusive no vácuo – não fosse isto não receberíamos o calor do Sol!
As primeiras garrafas térmicas possuíam paredes de vidro espelhadas para impedir a irradiação. O vidro é um mau condutor de calor e o espelho reflete as ondas de calor, mantendo-as aprisionadas no interior ou no exterior da garrafa.
A tampa impede as trocas de calor por convecção com o ar do ambiente. Por isso, quanto menos aberturas forem feitas, maior será o tempo de conservação da temperatura.
É o mesmo princípio que explica o esfriamento mais devagar dos alimentos quentes que são mantidos em panelas ou em recipientes tampados.
Veja o esquema das primeiras garrafas na Figura 2:
Mas essas garrafas térmicas antigas possuíam dois grandes problemas, isto é, as paredes de vidro podiam quebrar em choques térmicos e quedas e o metal das paredes espelhadas podia descascar, o que contaminaria o líquido.
Hoje as paredes não são mais feitas de vidro, mas de um plástico resistente e duro ou de metal.
As garrafas atuais conservam a temperatura dos líquidos, quente ou fria, por muito mais tempo do que as antigas, tudo graças ao desenvolvimento tecnológico que possibilitou a utilização de materiais mais isolantes e também a produção de vácuos melhores.
Mesmo assim o sistema não é 100% isolado e o equilíbrio térmico com o meio ambiente acontecerá após algum tempo.
Você entendeu por que a temperatura inicial dos alimentos e bebidas da família da Figura 1 não se conservará por muito tempo?
Isso ocorre porque a caixa térmica está destampada, o que faz com que ocorra a troca de calor por convecção com o ar do ambiente.
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Como a gente sente calor(4 votos)
Acontece que lá no nosso cérebro tem uma região chamada Hipotálamo, que é sensível à temperatura. Quando o corpo esquenta muito, as células do hipotálamo, que se chamam neurônios, estimulam a produção suor na nossa pele, e aí nós transpiramos.(2 votos)
como ajente sente frio(3 votos)- como agente sente frio(3 votos)
