Já ouviu falar em “Vaso de Dewar”?

Já ouviu falar em “Vaso de Dewar”? Não? Com certeza, tem na sua casa. É a famosa garrafa térmica! Aparentemente simples, a garrafa térmica carrega em si toda uma tecnologia capaz de manter, por muito tempo, o seu café ou chá quentinhos. Neste artigo você irá descobrir mais sobre a origem de sua garrafa térmica e a importância que ela tem para a Ciência.

TRANSMISSÃO DE CALOR

Antes de entrarmos nos detalhes da garrafa térmica, precisamos saber como ocorrem as transmissões de calor. Entende-se por transmissão de calor à passagem da energia térmica de um local para outro. Essa passagem pode ocorrer de três formas diferentes: Condução, convecção ou radiação.

CONDUÇÃO

 É a forma onde a energia térmica passa de um local para outro através do contato entre as partículas dos corpos, objetos ou materiais, sólidos, líquidos ou gasosos, envolvidos neste processo. Essa transmissão de calor não ocorre no vácuo (local isento de partículas.

O calor é transmitido por condução, por exemplo, quando fervemos água na cozinha. A chama do fogão, ao entrar em contato com o fundo da panela, agita as partículas constituintes do metal que compõe o recipiente, aquecendo-o. Essas partículas metálicas, por sua vez, agitam as moléculas da água, até a fervura ser atingida.

panela

Os metais são excelentes condutores de calor

CONVECÇÃO

É a forma de transmissão de calor caracterizada por diferenças de densidade, ocorrendo apenas nos líquidos e nos gases, que se deslocam num ambiente. Um exemplo disso ocorre nos aparelhos de ar-condicionado e nos aquecedores.

O ar-condicionado introduz ar frio num ambiente pela parte superior. Como o ar frio é mais denso que o ar quente, ele se direciona para baixo, mandando o ar quente para cima, até que todo o ambiente fique refrigerado. O aquecedor trabalha seguindo o mesmo conceito de densidade, porém, produzindo ar quente na parte inferior de um ambiente.

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RADIAÇÃO

A radiação é o processo de propagação de energia na forma de ondas eletromagnéticas. Ao serem absorvidas, essas ondas se transformam em energia térmica.

Todos os corpos emitem radiações térmicas que são proporcionais à sua temperatura. Quanto maior a temperatura, maior a quantidade de calor que o corpo irradia, sendo possível que essa transmissão ocorra até mesmo no vácuo.

Um exemplo de transmissão de calor por radiação ocorre com nosso planeta que, mesmo não tendo contato direto com o Sol, é aquecido por ele.

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E AGORA… A GARRAFA TÉRMICA!

O projeto de uma garrafa térmica usufrui de alguns conceitos físicos para que líquidos colocados lá dentro sejam conservados, mantendo-se quentes ou frios. Atendendo tais conceitos, no fim do século XIX, James Dewar (1842 – 1923), um cientista inglês, criou um recipiente capaz de conservar substâncias biológicas a temperaturas estáveis. Ou seja, a garrafa térmica não foi inventada para manter café quente…

vaso2bde2bdewarDewar criou um recipiente de parede dupla, removendo o ar existente entre essas paredes até se aproximar do vácuo. Com isso, evitou a entrada e saída de calor do recipiente pelo processo de condução.

De modo a evitar a transmissão de calor por radiação, Dewar espelhou as paredes interna e externa do recipiente. Assim, as ondas eletromagnéticas refletem no espelho, retornando ao meio de origem.

Por fim, para evitar as transmissões de calor por convecção, basta tampar a garrafa. Deste modo, as massas fluidas internas não conseguem sair do sistema.

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As atuais ampolas continuam espelhadas, como no projeto original

Mesmo com todo esse cuidado, Dewar não conseguiu atingir o isolamento térmico perfeito (nem mesmo os atuais fabricantes de garrafas). Por isso que, após várias horas, o café esfria, mesmo com a garrafa tampada.

Dewar não patenteou sua invenção, pois era um cientista que acreditava que as descobertas deviam ser usadas por todos. Entretanto, Reinhold Burger (1866 – 1954), um fabricante de vidros alemão, no início do século XX, aperfeiçoou o invento de Dewar e o lançou no mercado já como a conhecida garrafa térmica, tornando-se muito rico por isso.

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Reinhold Burger e o Vaso de Dewar aperfeiçoado

Fontes: Física, Livro 1 – Objetivo (págs 162 a 169), Explicatorium, Fazendo Matemática, Mundo Educação, Rogério Física, Prof. Victor, Lojas taQi e Reiseland-Brandenburg