Um clip de arrefecimento afixado em Reddit mostra o estranho fenómeno de um “congelamento instantâneo”
Poster DifficultBoss partilhou um pequeno vídeo de uma garrafa de água de nascente a congelar rapidamente, de cima para baixo, quando abanada depois de ter sido deixada no exterior com tempo frio. A ciência por detrás desta súbita transição tem a ver com a forma como a água muda de líquida para sólida.
Quando atinge o seu ponto de congelação de 32 graus Fahrenheit (zero graus Celsius), a água começa normalmente a cristalizar-se em gelo. Mas este processo de cristalização requer uma base doméstica – um núcleo sobre o qual as moléculas de água se podem organizar. Se a água for suficientemente pura, a cristalização não acontecerá, de acordo com o programa de alcance da University of Illinois Physics Van. Diz-se que a água líquida que está abaixo de congelação é “super-refrigerada”.
O congelamento rápido acontece quando este estado delicado e super-refrigerado é perturbado, como acontece no vídeo quando o cartaz dá um pequeno abanão à garrafa. O tremor provavelmente desalojará um minúsculo pedaço de gelo do interior da tampa da garrafa, desde que falte o local de nucleação. Os cristais de gelo crescem então uns sobre os outros em questão de segundos.
O quão sólida a água congela depende da temperatura exterior, que não é partilhada no poste Reddit. De acordo com Physics Van, uma vez que a água liberta 80 calorias por grama no calor quando congela, as temperaturas típicas dos congeladores de cozinha (que não são mais do que alguns graus abaixo de zero) normalmente não são suficientes para congelar uma garrafa de rocha de água sólida. A água que está a congelar emite de facto calor suficiente para manter o resto da água em estado líquido, resultando em lama. No entanto, em temperaturas suficientemente frias, uma garrafa de água pode de facto congelar de forma bastante sólida: A água pode ser super arrefecida até aos 43,6 graus F negativos (42 graus C negativos), de acordo com a Physics Van.
A transição líquido-sólido não é a única vez que a água se comporta de forma estranha. Também pode acontecer no ponto de ebulição da água. A água pode ficar sobreaquecida quando a sua temperatura ultrapassa os 212 graus F (100 graus C) sem transitar para um estado gasoso. Tal como no superarrefecimento, isto acontece em água suficientemente pura e os recipientes suficientemente lisos para não fornecer locais de nucleação. Tal como os cristais de gelo em água super-refrigerada, as bolhas que iniciam o processo de ebulição não têm nada a que se agarrar. Mas os líquidos sobreaquecidos podem ser um pouco mais perigosos do que os super-refrigerados: Em vez de se transformarem em gelo quando movidas, podem entrar em erupção repentina num gás, levando a uma explosão de líquido muito quente. A micro-ondas de água destilada pode causar este tipo de erupção – um fenómeno que pode ser observado no YouTube sem qualquer perigo de queimaduras de segundo grau.
Artigo original sobre Live Science.
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