Sistemas funcionais: Como funciona a garrafa térmica?

Trabalho de pesquisa realizado para a disciplina de Sistemas Funcionais, do curso de Bacharelado em Design da Universidade Feevale.

1. Garrafa Térmica
Sistemas Funcionais
Prof. João Pedro Ornaghi de Aguiar
Mauro Adriano Müller
Universidade Feevale
Design/Bacharelado

2. • manter seu conteúdo na temperatura desejada, seja ele
quente ou frio.
• impedir a troca de calor entre o seu conteúdo e o meio
externo.
O quê?/Pra quê?

3. Quando?/Quem?
•1892
• físico-químico escocês James Dewar.

4. Classificação
com bomba/pressão com rolha

5. Classificação
(de acordo com o Inmetro)
• classificação quanto ao tipo (com bomba/automática)
• classificação quanto ao uso (de mesa/portátil)

6. Tipos
com bomba/pressão

7. Tipos
com rolha
ou rolha de bico

8. radiação convecção
Condução
propagação
de energia térmica
(calor)
Como?

9. É dito que o calor é transferido por condução quando um átomo
tem contato com outro. Um exemplo bastante conhecido desse
fenômeno é quando pegamos uma barra de metal e aquecemos
uma das pontas. Ao fazer isso, notamos que o restante da
barra também fica aquecida. Por isso, desde a época da escola,
aprendemos que os melhores condutores de calor são os metais.
Condução

10. O efeito que acontece pelo movimento de átomos é conhecido
como vibração, e através dele causa o fenômeno de emissão
de radiação infravermelha. Encontramos muitos exemplos de
radiação infravermelha, como o calor de um aquecedor elétrico,
o calor da lenha queimando, ou uma brasa ou mesmo o calor que
fica nas paredes após a sua exposição solar.
Radiação

11. Este fenômeno ocorre somente em líquidos e gases. Quando parte
de um líquido ou mesmo um gás esquenta, ela tende a se elevar
acima do restante da substância. Por exemplo, se você coloca uma
xícara de chá bem quente em cima de uma mesa, o ar presente ao
redor do líquido quente também será aquecido.
Convecção

12. A garrafa térmica

13. A garrafa térmica
tampa
isola a garrafa de
possíveis correntes
de convecção

14. A garrafa térmica
tampa
isola a garrafa de
possíveis correntes
de convecção
evita a troca de
calor por condução
vácuo

15. A garrafa térmica
paredes
espelhadas
evitam a troca de
calor por radiação
tampa
isola a garrafa de
possíveis correntes
de convecção
evita a troca de
calor por condução
vácuo

16. O sistema não funciona
“100%”. Depois de algum
tempo, o equilíbrio térmico
com o meio ambiente é
inevitável.
Problemas

17. • conservação térmica de 6 até 8 horas para líquidos quentes e de até
24 horas para líquidos frios;
• a garrafa térmica não consegue conservar a temperatura do líquido
quando a ampola está quebrada ou trincada;
• tanques térmicos também são usados para proteger
certos tipos de combustíveis de foguetes espaciais,
que são extremamente voláteis.
Curiosidades

18. • no teste do Inmetro, a garrafa é cheia com água à 90°C até seu
volume total; após 3 horas, a temperatura do líquido é medida e
deve ser, no mínimo, de 81°C para as garrafas com capacidade
volumétrica de 1 litro.
Curiosidades

19. Curiosidades
• desde dezembro de 2010, garrafas térmicas têm sido alvo de
inspeções minuciosas nos aeroportos do mundo, por causa
da ameaça delas serem utilizadas para esconder e transportar
explosivos ou outros tipos de materiais ilegais, pois garrafas
térmicas falsas, podem ter suas paredes interiores feitas de
materiais que “enganem” o raio-x.

20. Curiosidades
• a primeira garrafa térmica comercial foi criada em 1904,
com a fundação da companhia alemã Thermos GmbH. O seu
criador original, James Dewar, não patenteou sua criação, que,
consequentemente, foi patenteada pela empresa alemã, para
quem, posteriormente, Dewar perdeu uma ação de direitos
sobre a garrafa térmica na justiça.

21. 1001 Invenções que mudaram o mundo - Jack Challoner, editora Sextante.
http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/garrafavidro.asp#Objetivo
http://www.mundoeducacao.com/fisica/a-garrafa-termica.htm
http://www.infoescola.com/curiosidades/garrafa-termica/
http://www.infoescola.com/curiosidades/garrafa-termica/
http://www.efeitojoule.com/2008/04/como-funciona-garrafa-termica.html
http://www.oficinadoestudante.com.br/site_novo/tira-duvidas.php?codigo=1236
http://www.invictaonline.com.br/dicas/duvidas/
http://www.termolar.com.br/
Bibliografia