Dewar colocou um vácuo entre duas paredes para bloquear o calor

Em 1892, o cientista escocês James Dewar fazia experimentos sobre o calor específico do elemento paládio, que precisava ser mantido a uma temperatura muito fria e estável. Seu problema era que qualquer coisa tão fria perdia o frio rapidamente, porque o ar ao seu redor lhe transmitia calor por condução e convecção.

Sua solução foi incomum: ele fez uma câmara de latão e a envolveu em uma segunda câmara, depois evacuou o ar entre as duas. Com quase todo o gás bombeado para fora, não havia mais ar para o calor conduzir ou convectar através da fenda. O quase-vácuo entre as paredes tornou-se o isolamento, e o conteúdo permanecia próximo da temperatura definida.

O princípio é a percepção física fundamental. O isolamento normalmente funciona tornando o caminho do calor mais difícil — um casaco grosso, um gás lento, uma espuma porosa. O frasco de Dewar funciona removendo o caminho por completo. Com o ar removido, o calor fisicamente quase não tem nada para atravessar a fenda, então apenas a pequena quantidade que passa pelas paredes e pelo gargalo importa. O recipiente de parede dupla e evacuado foi o resultado de sua pesquisa em criogenia e é por isso que se chama frasco de Dewar.

Dewar nunca patenteou o projeto, e ele foi rapidamente comercializado. Em 1904, dois sopradores de vidro alemães, Reinhold Burger e Albert Aschenbrenner, construíram uma versão cotidiana mais robusta, chamaram-na de Thermos e reivindicaram tanto o produto quanto a marca — mais tarde vencendo uma ação judicial contra o próprio Dewar pelo nome.

Remover o ar entre as paredes

O calor é conduzido e convectado pelo ar, o meio que envolve qualquer objeto frio.

Evacuar o ar entre duas paredes aninhadas remove esse meio por completo.

Um quase-vácuo não pode conduzir nem convectar, então quase nenhum calor atravessa a fenda.

O resultado mantém o conteúdo quente ou frio por muito mais tempo do que qualquer isolamento sólido do mesmo tamanho.

Quando algo perde energia rápido demais porque está cercado por um meio condutor, a solução pode ser remover o meio por completo em vez de adicionar mais isolamento.

Dewar inventou a garrafa térmica em 1892 como parte de sua pesquisa em criogenia e nunca a patenteou. Em 1904, Reinhold Burger e Albert Aschenbrenner a transformaram em um item comercial cotidiano e a chamaram de Thermos, e venceram uma ação judicial contra Dewar pelos direitos e pelo nome. A garrafa Thermos se espalhou pelo mundo e tornou a garrafa térmica um objeto doméstico, enquanto Dewar continuou trabalhando na Royal Institution, onde foi o primeiro a produzir hidrogênio líquido em 1898. O projeto permanece em uso para manter bebidas quentes e frias e para transportar substâncias frias na indústria.