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Una bibita ghiacciata in una giornata calda può essere molto rinfrescante, ma tenerla fredda in questi giorni può essere difficile. In passato, le bevande analcoliche venivano confezionate solo in bottiglie di vetro. Oggi, anche se è possibile trovarli in questo modo in piccoli fornitori, molti di questi vengono in bottiglie di plastica o lattine di alluminio.
Trasferimento di calore
La prima cosa da considerare è il meccanismo fisico in cui il calore, o energia termica, viene trasferito tra gli oggetti. L'energia termica è la quantità di movimento molecolare in una sostanza e può essere trasferita in tre modi: convezione, conduzione e irradiazione. L'irradiazione richiede uno spazio vuoto tra gli oggetti che interagiscono. Il sole riscalda la Terra attraverso la luminosità. Poiché il contenuto delle lattine e delle bottiglie è liquido, un contenitore con refrigerante che guadagna energia termica sarà soggetto a conduzione e convezione.
guida
La conduzione avviene quando due sostanze con differenti quantità di energia termica, o diverse temperature, entrano in contatto l'una con l'altra. L'energia termica della sostanza più calda inizierà ad aumentare il movimento molecolare della sostanza più fredda.Metti le mani su una superficie metallica fredda. Dopo un minuto, le mani saranno più fredde. Questo perché hanno perso parte dell'energia termica in una regione della superficie metallica, che ora è più calda di prima. L'aria calda contatta il contenitore del refrigerante, trasferendo energia termica alla lattina o alla bottiglia attraverso la conduzione. Lo stesso accade se il contenitore è in una mano calda.
convezione
Poiché i refrigeranti sono liquidi, saranno soggetti a trasferimento di calore per convezione. In questo caso, le molecole della sostanza che stanno guadagnando energia termica sono in grado di cambiare posizione. Questo non è possibile su un oggetto solido (senza che sia completamente fuso). Le molecole in un solido semplicemente vibrano più velocemente, ma rimangono nello stesso punto. Pensa a una padella con acqua bollente. Le molecole d'acqua non si limitano a colpire l'un l'altra, il liquido si muove liberamente attraverso la padella. L'energia termica viene trasferita non solo dalla vibrazione delle molecole l'una contro l'altra, ma anche dal padiglione. Le molecole di un refrigerante che è stato riscaldato per conduzione vicino agli angoli della bottiglia si sposteranno in aree del liquido che non sono in contatto con il recipiente e lo riscaldano completamente.
Isolanti e conduttori
Alcuni materiali che trasferiscono l'energia termica molto bene sono chiamati conduttori. I metalli, che sono conduttori eccellenti, di solito hanno uno strato esterno, o valenza, che sono elettroni che si spostano facilmente da un atomo all'altro, consentendo il trasferimento. Alcune sostanze sono l'opposto e non funzionano bene. Sono conosciuti come isolanti. Alcuni esempi sono legno, aria, gomma e plastica.
Isolare la bevanda
Poiché il metallo è un buon conduttore di energia termica, quando viene a contatto con l'aria calda o le mani, la bevanda rimarrà fresca per meno tempo quando si utilizza un contenitore metallico rispetto all'uso di contenitori di plastica. Tuttavia, tieni presente che i contenitori di plastica sono realizzati con un materiale molto sottile. Anche se si tratta di solette migliori di una lattina di alluminio, nessuno di loro manterrà a lungo una bevanda fredda se viene tenuta con le mani. È possibile aggiungere uno strato di isolamento per mantenere la bevanda fresca più a lungo. I supporti in schiuma per questi contenitori svolgono un ottimo lavoro di isolamento contro il trasferimento di calore e una spessa calza in lana che manterrà il calore lontano dalla bevanda nello stesso modo in cui tiene il calore ai piedi durante l'inverno.
