ÁGUA

INTRODUÇÃO

Nesse trabalho abordaremos o fator de “água congelada a zero grau”.

A água não se comporta termicamente como a maioria dos líquidos. Isto causa conseqüências muito

importantes na natureza, em virtude da sua abundância em nosso planeta. Para analisar esse

comportamento, imagine que certa quantidade de água a 0 °C é colocada em um recipiente praticamente

indilatável. Aumentando a temperatura, o volume do líquido diminui até a temperatura atingir 4 °C. A partir daí,

se o aquecimento continua, o volume do líquido passa a aumentar. A conclusão que se pode tirar desse efeito

é a de que, no aquecimento de 0 °C a 4 °C, a água sofre contração. No aquecimento acima de 4 °C, ocorre

dilatação.

DESENVOLVIMENTO

A água quente congela mais rapidamente do que a água fria − mas porquê? A resposta a este peculiar

fenômeno, que intrigou cientistas de várias gerações, depende da existência de impurezas na água.

O congelamento rápido da água quente é conhecido como efeito Mpemba, e os físicos têm apostado em

várias teorias como a evaporação mais rápida reduz o volume da água quente ou que uma camada de gelo

isola a água fria.

Já Aristóteles, no século IV a.C., afirmava, na sua obra Meteorológica I, que a água previamente aquecida

contribui para um aquecimento mais rápido e em 1461 o físico Giovanni Marliani confirma igualmente esta

situação. Também Descartes e Francis Bacon demonstram o que já parecia ser de senso comum.

Contudo a resposta tem sido muito difícil de encontrar, porque o efeito não é constante − a água fria também

pode congelar rapidamente.

James Brownridge, responsável pela segurança radioativa do Departamento de Física da Universidade de

Nova Iorque, acredita que esta aleatoriedade é crucial. Ao longo dos últimos dez anos, realizou centenas de

experiências sobre o efeito de Mpemba e tem provas de que o efeito é baseado no fen ômeno do sobre

arrefecimento (supercooling).

A estranheza do fenômeno parte do raciocínio intuitivo de que a água mais quente teria de percorrer uma

distância termométrica maior que a água fria (ambas à mesma velocidade) até atingir o ponto de congelação

a zero graus Célsius.

“A água dificilmente congela a zero graus”, afirma Brownridge que acrescenta: “É geralmente sobre arrefecida

e só começa a congelar a uma temperatura inferior”.

Impurezas determina ponto de congelamento que raramente acontece aos 0ºC. O ponto de congelamento

depende das impurezas da água de que depende a formação de cristais de gelo. Normalmente, a agua pode

conter vários tipos de impurezas, desde partículas de poeira a sais e bactérias, cada uma das quais

desencadeia a congelação a uma temperatura característica.

As impurezas com maior temperatura nuclear determinam a temperatura a que a água vai congelar.

James Brownridge, que fez grande parte das experiências como passatempo, começou com duas amostras

de água à mesma temperatura (água morna a 20 graus) que colocou em tubos de ensaio e arrefeceu-os no

congelador. Um presumivelmente congelará primeiro, devido à aleatória concentração de impurezas.

Se a diferença for suficientemente grande, o efeito Mpemba irá aparecer. Brownridge selecionou a amostra

com maior temperatura de congelamento natural para aquecer a 80 graus célsius e deixou a outra à

temperatura ambiente e posteriormente colocou os tubos de ensaio novamente no congelador.

“A água quente vai congelar sempre mais rapidamente do que a água fria se o seu ponto de congelamento for

pelo menos acima dos cinco graus célsius”, afirmou o investigador.

Pode parecer surpreendente que os cinco graus façam tanta diferença, quando a amostra mais quente

começa 60 graus atrás na corrida. Contudo, quanto maior for a diferença de temperatura entre um objecto e o

meio em que está