O nosso Know-It-tudo responde a perguntas sobre as suas interacções com a tecnologia.
Q: Qual é o melhor refrigerador, do ponto de vista físico?
A: Primeiro, um lembrete da física do liceu: O calor, a nível atómico, é o movimento das moléculas. Quanto mais rápido elas se movem, mais quente é o sólido/líquido/gás. Em um gás quente, isso significa moléculas que se movimentam, saltando das paredes. Em um sólido quente, as moléculas vibram onde se sentam, passando suas vibrações para qualquer vizinho que vibre mais lentamente através das ligações moleculares espargidas que mantêm o sólido unido.
Frio é a ausência de calor, assim como a escuridão é a ausência de luz. O objetivo de um resfriador, então, não é tanto manter a “frieza” dentro, mas manter o calor fora. O quão bem um resfriador pode fazer isso dependerá de três fatores-chave: isolamento, ar e gelo.
Então, qual é o melhor resfriador? Pense nisso de uma perspectiva termodinâmica:
Um com isolamento de espuma espessa, de célula fechada
Geralmente todos os refrigeradores comerciais usam o mesmo método de isolamento: espuma entre as paredes internas e externas. A espuma é um bom isolante por duas razões. Em primeiro lugar, ela é preenchida com bolhas de gás; os gases conduzem o calor de forma menos eficaz que os líquidos ou sólidos, e prender o gás em pequenas bolhas impede que o gás transfira calor por convecção de forma eficaz. Segundo, as moléculas de polímero que compõem as paredes das bolhas são ligadas de forma bastante solta; isto limita a velocidade a que o calor pode ser transferido de uma molécula para outra. (As moléculas em materiais condutores de calor elevado como o metal contêm electrões de fluxo livre, que transferem calor mais rapidamente do que as suas contrapartes menos móveis.)
Mas nem todas as espumas são criadas iguais! Você tem a sua espuma de célula fechada e a sua espuma de célula aberta. A espuma de células fechadas é densa e rígida e a maioria das bolhas de gás não se tocam. A espuma de células abertas é mais flexível e leve, mas como a maioria das bolhas de gás estão em contato umas com as outras, é mais fácil para o calor viajar através dela e, portanto, é menos isolante. Os dois tipos de espuma também suportam diferentes tipos de gás: As bolhas de células abertas são frequentemente preenchidas com vapor de água, enquanto as espumas de células fechadas são preenchidas com uma variedade de outros químicos com melhores propriedades isolantes, como o pentano. (Durante décadas, a maioria das espumas isolantes de células fechadas foram preenchidas com CFC; estas foram gradualmente eliminadas após o seu impacto na camada de ozono ter sido descoberto. A maioria dos gases de espuma actuais não são tão bons para proteger as carnes frias, mas são significativamente melhores para proteger a atmosfera!)
Open-cell é o tipo de espuma usada em almoços de lado macio e similares, enquanto os refrigeradores de lado duro geralmente contêm espuma de células fechadas nas suas paredes. Devido à sua diferença no poder de isolamento, você está quase sempre melhor com um cooler de face dura do que com um soft-sided, desde que a portabilidade não seja um fator limitante.
Pouco, e mais intuitivamente, a eficácia do seu cooler dependerá da espessura da espuma usada para isolá-lo. Alguns refrigeradores mais baratos não têm isolamento em suas tampas, ou então têm isolamento mais fino na parte inferior do refrigerador; ambos os fatores irão reduzir a eficácia do seu refrigerador. Além disso, se a tampa do seu refrigerador tiver suportes para copos, considere colocar um tampão feito de material isolante como esferovite no fundo dos mesmos. (Ou se você não usá-los, considere enchê-los com espuma de spray ou espuma de memória!)
Um que fique cheio e sem abrir
Comparado com sólidos e líquidos, o ar é um pobre condutor de calor. Mas não o subestime! Cada vez que o conteúdo do seu refrigerador entra em contato com o ar mais quente lá fora, aquelas moléculas que se movem mais rápido entram lá e espetam suas moléculas frias nas costelas, fazendo-as mover-se mais rápido – e fazendo sua cerveja um pouco mais quente. Por esta razão, é melhor que o seu refrigerador não seja aberto com frequência. Considere ter refrigeradores separados para alimentos e bebidas.
Além disso, um bom refrigerador será hermético. Verifique a vedação ao redor da tampa do seu refrigerador, e certifique-se de que ele deixa entrar o mínimo de ar possível. Alguns coolers, como o YETI e o Orca, são moldados a partir de um pedaço de plástico sem costuras, em um processo chamado roto-moldagem. É incrivelmente eficaz para manter o ar fora, mas também pode ser incrivelmente caro.
Se for possível encher o seu refrigerador de tal forma que não haja bolsas de ar, faça-o tão bem com gelo. Porque enquanto uma mistura de gelo e água derretida no seu refrigerador será sempre 32 graus Fahrenheit, qualquer ar no seu refrigerador será mais quente do que isso. Encher essas bolsas de ar com gelo elimina esse problema.
Um com uma quantidade adequada (e forma) de gelo
A proporção geralmente aceite de gelo para o conteúdo é de cerca de 2:1. (A razão ideal tem tantos factores, incluindo o calor específico do seu conteúdo, que não vale a pena calcular antes de cada viagem de campismo). A taxa de derretimento do gelo está directamente relacionada com a sua área de superfície: Um bloco de gelo derrete muito mais lentamente do que uma quantidade equivalente de gelo em cubos pequenos. Considere comprar um bloco de gelo, ou congelar a água num jarro de plástico para fazer o seu próprio “bloco”. (Depois desta história ter sido publicada pela primeira vez, o professor de física Fred Bucheit escreveu para nos lembrar que derreter o gelo é realmente desejável, pois é assim que o gelo absorve o calor que de outra forma aqueceria sua cerveja. Se você quer seu conteúdo no máximo resfriamento, cubos de fusão rápida são seus amigos; se você tem uma longa viagem onde seu conteúdo não precisa ser congelado, bloquear o gelo vai durar muito mais.)
Como o gelo derrete, o nível de água no seu refrigerador vai aumentar. Não o drene! Ele ainda está isolando o conteúdo do seu refrigerador. (A água pode conduzir calor melhor que o ar, mas enquanto a água estiver mais fria que o ar, é a melhor escolha para manter sua cerveja dentro.)
As moléculas que se movem mais rápido são inimigas do frio, e manter essas moléculas à distância é a ambição valente de todos os refrigeradores – os melhores aproveitam ao máximo as leis da física para maximizar seu poder.
Meredith Fore gosta da sua cidra dura gelada e escreve para WIRED sobre física como um AAAS Mass Media Fellow.
Updated 7-11-19, 9 pm EDT, para esclarecer como o gelo derretido pode realmente ajudar a manter as suas bebidas frias.
O que podemos dizer-lhe? Não, realmente, o que você quer que um de nossos especialistas internos lhe diga? Coloque a sua pergunta nos comentários ou envie um e-mail para o Know-It-Alls.
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