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Um refrigerante gelado em um dia quente pode ser muito refrescante, mas mantê-lo frio nesses dias pode ser difícil. Antigamente, os refrigerantes eram embalados apenas em garrafas de vidro. Hoje, mesmo que seja possível encontrá-los assim em fornecedores menores, a maioria deles vem em garrafas plásticas ou latas de alumínio.
Transferência de calor
A primeira coisa a se considerar é o mecanismo físico no qual o calor, ou energia térmica, é transferido entre objetos. A energia térmica é a quantidade de movimento molecular em uma substância e pode ser transferida de três maneiras: convecção, condução e irradiação. A irradiação precisa de um espaço vazio entre os objetos que estão interagindo. O sol esquenta a Terra através da irradiação. Já que o conteúdo das latas e garrafas são líquidos, um recipiente com refrigerante ganhando energia térmica estará sujeito a condução e convecção.
Condução
A condução ocorre quando duas substâncias com diferentes quantidades de energia térmica, ou temperaturas diferentes, entram em contato uma com a outra. A energia térmica da substância mais quente começará a aumentar o movimento molecular da substância mais fria. Coloque as mãos em uma superfície metálica fria. Depois de um minuto, as mãos ficarão mais frias. Isso ocorre porque elas perderam parte da energia térmica para uma região da superfície metálica, que agora está mais quente que antes. O ar quente entra em contato com o recipiente do refrigerante, transferindo energia térmica para a lata ou garrafa através da condução. O mesmo ocorre se o recipiente estiver em uma mão quente.
Convecção
Já que os refrigerantes são líquidos, eles estarão sujeitos a transferência de calor por convecção. Nesse caso, as moléculas da substância que estiver ganhando energia térmica são capazes de mudar de local. Isso não é possível em um objeto sólido (sem que ele esteja completamente derretido). As moléculas em um sólido simplesmente vibram mais rápido, mas permanecem no mesmo local. Pense em uma panela com água fervente. As moléculas da água não estão apenas se chocando umas com as outras, o líquido está se movendo livremente por toda a panela. A energia térmica é transferida não apenas pela vibração de moléculas umas contra as outras, mas também estão subindo e descendo pela panela. As moléculas de um refrigerante que foi aquecido por condução próximo aos cantos da garrafa irão mover-se para áreas do líquido que não estejam em contato com o recipiente e aquecê-lo por completo.
Isoladores e condutores
Alguns materiais que transferem energia térmica muito bem são chamados condutores. Os metais, que são excelentes condutores, normalmente possuem uma camada externa, ou valência, que são elétrons que se movem facilmente de um átomo para outro, permitindo a transferência. Algumas substâncias são o oposto e não conduzem bem. Eles são conhecidos como isoladores. Alguns exemplos são madeira, ar, borracha e plástico.
Isolando a bebida
Já que o metal é um bom condutor de energia térmica, ao entrar em contato com o ar quente ou as mãos, a bebida permanecerá fria por menos tempo ao usar um recipiente metálico, quando comparado ao uso de recipientes de plástico. Porém, tenha em mente que os recipientes plásticos são feitos com um material muito fino. Mesmo que ele isole melhor que uma lata de alumínio, nenhum deles irá manter uma bebida fria por muito tempo se ela for segurada com as mãos. Você pode adicionar uma camada de isolamento para manter a bebida fria por mais tempo. Os suportes de espuma para esses recipientes fazem um excelente trabalho de isolamento contra a transferência de calor, assim como uma meia grossa de lã, que manterá o calor longe da bebida da mesma maneira que prende o calor aos pés durante o inverno.
