Una bevanda rimane più fredda in una lattina di metallo o in una bottiglia di plastica?

Sebbene i contenitori per bevande in plastica presentino una serie di problemi per i consumatori, uno dei vantaggi di questi contenitori è la minore conduttività termica rispetto ai contenitori in metallo. Ciò che questo dovrebbe significare per i consumatori è che, se lasciate su un tavolo o tenute in mano, le bevande tenderebbero a rimanere più fredde più a lungo in un contenitore di plastica. Quando si considerano gli effetti delle correnti d'aria, tuttavia, i due tipi di contenitori probabilmente si comportano all'incirca allo stesso modo. Tuttavia, se hai lattine di soda a temperatura ambiente e vuoi raffreddarle velocemente per prepararti per un picnic, avrai più successo con le lattine di metallo che con le bottiglie di plastica.

TL; DR (troppo lungo; non ho letto)

Anche se i metalli conducono il calore più velocemente della plastica, gli esperimenti suggeriscono che i liquidi nei contenitori di metallo rimangono freddi quanto lo fanno in quelli di plastica opaca o semitrasparente.

Gli scienziati quantificano la capacità di un materiale di trasferire calore in base alla sua conduttività termica, indicata dalla lettera greca minuscola lambda, o λ. Questa grandezza esprime la quantità di potenza trasferita per unità di distanza e per grado di temperatura. Nel sistema MKS, le sue unità sono watt per metro Kelvin, o W/(m⋅K).

I metalli hanno conducibilità in un intervallo da decine a centinaia di watt per metro Kelvin. La maggior parte delle lattine di metallo sono realizzate in alluminio, che ha una conduttività termica di 205 W/(m⋅K). La plastica, d'altra parte, ha una conduttività termica compresa tra 0,02 e 0,05 W/(m⋅K). È una differenza di cinque ordini di grandezza, il che significa che l'alluminio trasferisce centomila volte più calore per unità di distanza rispetto a una plastica alla stessa temperatura.

Il vetro ha una conduttività termica di 0,8 W/(m⋅K), che è poco più di 10 volte quella della plastica, ma comunque 10.000 in meno del metallo. Sebbene ciò suggerisca che una bevanda in una bottiglia di vetro si riscalderà meno rapidamente di una in una lattina di metallo, gli esperimenti mostrano che si riscaldano all'incirca alla stessa velocità. Questo comportamento paradossale è il risultato di come il trasferimento di calore radiante dai contenitori interagisce con i modelli di convezione nell'aria circostante. Un esperimento comparabile utilizzando contenitori di plastica potrebbe arrivare a un risultato simile, ma una cosa è quasi di certo non dimostrerà se il liquido nel contenitore di metallo rimane freddo più a lungo di quello nella plastica uno. C'è una condizione, però. La plastica deve essere opaca o semitrasparente.

Molte bevande analcoliche sono confezionate in bottiglie di plastica trasparente e, se metti una di queste al sole, i raggi ultravioletti possono raggiungere il liquido all'interno e riscaldarlo. Di conseguenza, il liquido si scalderà più rapidamente che se fosse in un contenitore di metallo opaco, soprattutto considerando che la bottiglia potrebbe fungere da lente e amplificare la luce del sole. Questo effetto può più che compensare la differenza di conduttività termica. Lasciare le bevande al sole non è consigliabile se vuoi che rimangano fredde, ma a volte non hai scelta e, in caso contrario, probabilmente non importa molto se il contenitore è di plastica o di alluminio.

Le bevande calde si raffredderanno più velocemente in frigorifero o in una ghiacciaia se sono in lattine di alluminio piuttosto che in bottiglie di plastica. In uno spazio ristretto in cui le correnti d'aria non sono un fattore, la maggiore conduttività termica dell'alluminio garantisce un trasferimento di calore più rapido ed efficiente. Quindi, se sei a un picnic e hai una ghiacciaia per mantenere le tue bevande fredde, acquista le bevande in lattine di alluminio. Si raffredderanno più rapidamente nel ghiaccio e potrebbero anche rimanere freddi più a lungo.