Cada gole de água quente que você bebe da garrafa térmica é história.

"Beba mais água quente" é uma resposta tão universal. Seja para aliviar um resfriado ou para combater a fadiga, "beba mais água quente" parece ser a solução para todos os problemas.

O Garrafa térmica A taça que continha essa panaceia surgiu, na verdade, há mil anos, durante a Dinastia Song.

Os principais materiais do comum Garrafa térmicaOs materiais que usamos hoje são vidro e mercúrio. Um processo importante na produção é o revestimento de mercúrio, e a tecnologia de revestimento de mercúrio já era muito desenvolvida na Dinastia Song.

Especificamente, o revestimento de mercúrio consiste em aplicar uma liga líquida de mercúrio e ouro na superfície do objeto, que é então aquecida e curada. Após a evaporação do mercúrio, obtém-se o objeto banhado a ouro. Quanto ao vidro, sua história remonta à Dinastia Zhou Ocidental. No entanto, o processo de fabricação de vidro daquela época ainda não era suficientemente desenvolvido. O vidro era descrito como "de cor muito brilhante, mas leve e quebradiço" e não suportava altas temperaturas. Após a Dinastia Song, começou-se a adicionar areia de Nanpeng à fórmula de fabricação do vidro, o que melhorou sua textura e superou suas fragilidades e baixa resistência a altas temperaturas. Com esses pré-requisitos, a tecnologia de garrafas térmicas da Dinastia Song foi gradualmente se aprimorando.

A famosa garrafa Dewar's

Em comparação com a garrafa térmica da Dinastia Song, a garrafa térmica moderna possui uma capacidade de isolamento térmico superior, pois é feita de vidro de dupla camada e possui vácuo entre as camadas de vidro. A antecessora dessa garrafa térmica a vácuo foi a garrafa Dewar.

O frasco de Dewar foi inventado pelo físico escocês James Dewar. Por volta de 1880, Dewar começou a estudar o oxigênio líquido. A temperatura do oxigênio líquido é muito baixa e ele vaporiza à temperatura ambiente.

Sem um recipiente de armazenamento adequado, Dewar frequentemente assistia impotente à oxidação do líquido que tanto se esforçara para preparar, sentindo-se deprimido. Para armazenar oxigênio líquido por um longo período, Dewar decidiu inventar um recipiente, um recipiente superisolante, e assim nasceu a garrafa de Dewar.

Vamos retomar a ideia de Dewar: Primeiro, um recipiente de dupla camada foi usado para aumentar a capacidade de isolamento térmico, mas ainda havia condução de calor entre as camadas. Então, Dewar tentou extrair o ar do espaço entre elas. No entanto, a condução de calor havia desaparecido, mas o líquido continuava a irradiar calor. Assim, Dewar optou por usar aço inoxidável com baixa emissividade na fabricação do recipiente.

Neste ponto, a garrafa Dewar está basicamente formada. Posteriormente, as pessoas continuaram a aprimorar a garrafa Dewar, principalmente em termos de materiais, e sua estrutura principal permaneceu basicamente inalterada. Os princípios básicos do metal moderno Copos térmicos As garrafas Dewar são semelhantes. Nada mais são do que uma camada dupla de vácuo e metal polido. Em modelos mais avançados, várias camadas de materiais com baixa capacidade de transferência de calor são adicionadas à parte externa do metal, mas o efeito é limitado, muito menos importante do que o efeito de isolamento térmico da camada de vácuo.

transferência de energia térmica

Muitos leitores ficarão confusos ao ver isso: o que é condução de calor? O que é radiação térmica? Qual o problema com baixa emissividade? Tudo começa com a forma como a energia térmica é perdida. A teoria da transferência de calor considera que existem três maneiras principais de transferir energia térmica de um objeto para outro: condução de calor, convecção de calor e radiação de calor. Quando tocamos uma superfície metálica fria com as mãos, sentimos frio porque a energia térmica flui da mão mais quente para o metal mais frio. Esse método de troca de calor por contato direto entre sólidos é chamado de condução de calor.

A brisa soprava e sentíamos frescor. Do ponto de vista da transferência de calor, esse fluxo de ar retira o calor da superfície da nossa pele por meio da convecção térmica.

O sol está escaldante no céu e as pessoas estão suando profusamente. Essa é a radiação térmica do sol. Todos sabemos que o universo é um ambiente de vácuo, mas o sol ainda consegue transferir calor para a Terra por meio da radiação térmica. Isso ocorre porque a principal característica da radiação térmica é que ela não requer um meio para se propagar. Tanto a condução quanto a convecção de calor requerem um meio.

Todos os objetos irradiam calor, mas sua capacidade de irradiar é diferente, e a grandeza física que mede essa capacidade é a emissividade. Usar materiais com baixa emissividade (como metal) pode reduzir a radiação térmica. Conhecendo as três principais formas de transferência de calor, fazer uma garrafa térmica é fácil. Se o objeto não conduz calor, ele será retido por vácuo, impedindo sua transmissão; se irradia calor, basta revesti-lo com uma camada de prata ou usar materiais metálicos e polir a superfície. Quanto à convecção de calor, basta fechar a tampa e pronto. O tempo está ficando cada vez mais frio. Pegue a garrafa térmica na mão e tome um gole de água quente. Não parece bem mais quente?