Frasco de Dewar



Um frasco de Dewar (também conhecido como vaso de Dewar, garrafa de Dewar ou garrafa térmica) é um objeto projetado para fornecer um alto isolamento térmico, dificultando as trocas de calor com o meio externo. Este objeto foi construído pelo físico e químico escocês James Dewar, no século XIX, com o intuito de conservar soluções químicas em temperaturaconstante.

Quando enchido com um líquido quente ou frio, este frasco não permite que o calor escape ou entre facilmente, e o líquido permanecerá quente ou frio, respectivamente, por um longo tempo, muito mais do que em um recipiente comum.

O frasco de Dewar geralmente é feito de vidro ou metal e utiliza o princípio da dupla camada, ou seja, seria igual a uma garrafa menor dentro de outra maior, e estas duas seladas no mesmo gargalo. No espaço estreito entre elas existe algo próximo do vácuo, já que o ar é praticamente todo retirado, pois o vácuo impede a condução e a convecção do calor.

A superfície interna do frasco externo e a superfície externa do frasco interno têm um revestimento reflexivo, geralmente metálico ou similar, para impedir que o calor seja transmitido através de radiação. Na teoria e idealmente falando, um frasco de Dewar poderia manter um determinado líquido em uma temperatura qualquer para sempre, sem que houvesse alterações, mas na prática isso não ocorre, pois de uma forma ou de outra ocorre alguma troca de calor.


Este frasco é o responsável pelo armazenamento do nitrogênio líquido.



Princípios e Fundamentos


Para o recipiente ser eficiente ele deve anular o máximo possível as trocas de calor, essas trocas ocorrem pela condução, convecção e radiação.

  • Solução para a condução: Pela condução a transferência de calor se da pelo choque entre partículas que compõem o sistema, para isso as paredes do frasco interno são isolantes térmicos, dificultando a passagem do calor para o ar rarefeito entre os frascos e exterior. Uma barreira ainda maior para a condução é o próprio ar rarefeito, ele impede que boa parte do calor do recipiente interno vá para o ambiente externo.

  • Solução para a convecção: Pela convecção a troca de calor ocorre nos fluidos, ocasionada pela diferença de densidade dos componentes do sistema, para isso o ar é retirado entre os recipientes, o ar rarefeito que resta realiza as trocas de calor por convecção, mas de maneira muito reduzida.

  • Solução para radiação: Pela radiação o calor é transferido sem que haja contato entre os corpos, se dá por ondas eletromagnéticas. Para evitar essa troca de calor, a parte interna da garrafa é espelhada, desta forma os raios infravermelhos emanados pela substancia dentro da garrafa serão refletidos e a temperatura no interior do recipiente se manterá constante.




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