Considerando os três mecanismos de transferência de calor, explique porque uma garrafa térmica tem uma parede de vidro dupla com vácuo e uma camada de prata.
Passo 1
O enunciado pede para relacionar os três mecanismos de transferência de calor — condução, convecção e radiação — com o projeto da garrafa térmica, que possui duas paredes de vidro separadas por vácuo e um revestimento metálico prateado. Para resolver, vamos ver como cada mecanismo é inibido por essas características.
Passo 2
Na condução o calor se propaga por colisões moleculares no material, e na convecção por correntes de fluido entre regiões de temperatura diferente. Como há vácuo entre as duas paredes de vidro, não existe meio material para que ocorram colisões moleculares (condução) nem circulação de ar ou outro fluido (convecção). Logo, ambas as formas de transferência ficam praticamente eliminadas nessa camada.
Passo 3
A radiação térmica é a emissão de energia por ondas eletromagnéticas, cujo fluxo depende da emissividade da superfície. O revestimento interno de prata tem alta refletividade e baixa emissividade no infravermelho, ou seja, reflete de volta quase toda a radiação térmica gerada pelo conteúdo da garrafa. Assim, muito pouca energia escapa por radiação.
Resposta
A garrafa térmica usa o vácuo entre paredes de vidro para eliminar condução e convecção, e a camada de prata para reduzir drasticamente a radiação térmica.