Por que copos Stanley mantêm a temperatura por tanto tempo? A física explica

Eles estão por toda parte: na sala de aula, na academia, no trabalho… Os copos térmicos da marca Stanley são a modinha do momento. De modelos, tamanhos e cores variados, esses copos ganharam uma fama astronômica por um motivo: prometem manter a temperatura interna – quente ou fria – por horas; alguns modelos, até mesmo um dia inteiro. Pode parecer uma tecnologia muito secreta e exclusiva, mas, na verdade, é algo que a Física nos explica sem grandes dificuldades.

São, basicamente, dois conceitos: isolamento térmico e transferência de calor, ambos frequentemente estudados em Física. Ficou curioso? Segue o texto que o GUIA DO ESTUDANTE te explica como os copos Stanley mantêm a temperatura interna por tanto tempo.

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Transferências de calor

Vamos começar do início: o calor nada mais é do que o trânsito da energia térmica de um corpo para outro. Quando colocamos um copo de vidro com água gelada em cima de uma mesa no quintal, durante um dia ensolarado, a água deixa de estar fria após alguns minutos. Isso acontece, sobretudo, por conta de alguns fenômenos internos e externos em relação aos corpos envolvidos.

Os dois principais são a condução e convecção. A condução é o processo pelo qual o calor se propaga através de um material, resultando em um aumento da temperatura. Já a convecção acontece devido às diferenças de densidade resultantes das variações de temperatura em um líquido. Meio complicado de entender? Vamos voltar ao exemplo do copo:

• Condução: ocorre entre a água e as paredes do copo, que absorvem a radiação solar e, com isso, esquentam. As moléculas de água vão absorvendo a energia térmica do copo e vão aumentando, gradualmente, a temperatura do líquido.
• Convecção: as partes da água mais próximas da extremidade são aquecidas mais rapidamente pela condução térmica, e com isso se tornam menos densas. Assim, as correntes de água mais quentes começam a subir para a superfície, enquanto as de água ainda fria vão descendo para ocupar o espaço deixado. Esse movimento cria uma circulação que distribui calor por todo o volume da água.

Repare que, nos dois fenômenos, as paredes do copo são peças fundamentais na transferência de calor para a água. E é exatamente neste ponto que um copo normal se diferencia de um copo térmico.

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Isolante térmico

Copos térmicos recebem esse nome justamente porque possuem um isolamento térmico. Isto é, uma barreira extra que impede que as trocas de calor com o ambiente externo aconteçam muito rapidamente. Para isso, dispõem de um truque: possuem paredes duplas, às vezes até mesmo triplas, entre o líquido a superfície externa.

Isto é, a segunda parede do copo, que é a de contato direto com o líquido, não está diretamente em contato com o meio externo.

Entre essas paredes, há ainda um pequeno espaço vazio – um vácuo. O vácuo é um excelente isolante térmico: na ausência de moléculas de ar para conduzir o calor, ele reduz os processos de condução e convecção, diminuindo as trocas de calor. Ou, pelo menos, retardando-as.

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Além disso, diferentemente de um copo tradicional, copos térmicos são feitos com aço inoxidável – o famoso aço inox. O material é conhecido pela baixa condutividade térmica. Ainda na parte interna, alguns modelos possuem um revestimento reflexivo, o que ajuda a refletir a radiação térmica de volta para o interior do copo.

No fundo, os copos térmicos não são nenhuma novidade – a própria Stanley está no mercado há mais de cem anos. A fama dos copos da marca tem a ver com a qualidade dos materiais usados na confecção deles. Essa receita com ingredientes premium intensifica a eficiência do produto, mas, consequentemente, também infla seu preço final.

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