Gelo “Mágico”

Olá, como vão?

Observe a figura abaixo.

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Você percebeu o que a seta indica? É um fio de metal no meio do gelo. Como será que ele foi parar aí dentro? Alguém pode pensar: já sei – o fio foi colocado dentro de uma vasilha com água e ambos, no congelador. É – daria certo assim, mas tem outro jeito mais interessante. Assista ao vídeo para ver como.

Eu imagino que esta experiência seja bem conhecida, mas decidi fazer este artigo porque ela provocou impacto positivo em mim, na adolescência, e talvez tenha contribuído para minha escolha profissional (desculpem-me a nostalgia, mas ainda gosto muito dela).

O apresentador do vídeo, embora de modo superficial (não encare esta afirmação como uma crítica – um dos propósitos do vídeo é a popularização da Ciência – e eu gosto destas iniciativas, apesar de alguns cuidados a serem tomados), explica corretamente o fenômeno (vamos fazer de conta que ele não confunde peso com massa, ao afirmar ter mais ou menos 10 kg de peso).  A pergunta que quero responder é: por que o aumento da pressão facilita o derretimento do gelo?

Na fusão, os corpos precisam receber calor e isto tende a provocar o aumento da distância média entre as moléculas. Para a maioria das substâncias, o resultado visível é a expansão, que é dificultada pelo aumento da pressão. Imagine que você esteja encolhido e queira se esticar. Se alguém ter apertar, você vai esticar com mais facilidade ou mais dificuldade? Assim, para estas substâncias, o aumento da pressão externa dificulta a fusão.

Mas, por incrível que possa parecer, há certas substâncias – e a água é a mais famosa delas – que apresentam comportamento contrário. A fusão é facilitada com o aumento da pressão externa. Como? Para a água, o ganho de calor durante a fusão ainda tende a aumentar a distância média das moléculas, mas ele também provoca o rompimento de parte de ligações especiais encontradas nela e chamadas ligações de hidrogênio (continuo gostando do nome “ponte” de hidrogênio, mas não sou eu que mando nisto, rsrsrsrs…). E este rompimento contribui para a aproximação das moléculas de água, que é mais significativa do que o afastamento. Desta forma, ao invés da água expandir, ela contrai. A conclusão você já “sacou”, né? O aumento da pressão ajuda a água a derreter.

Mas o que tudo isto tem a ver com a experiência? Tudo! Quando o fio é colocado em cima do gelo, ele exerce pressão maior que a da atmosfera, facilitando o derretimento. Mas quando ele passa, a pressão volta ao “normal” e a água volta para o estado sólido.

Uma perguntinha final: o fio utilizado era fino. A sua “grossura” faz alguma diferença?

Abraço a todos,

Prof. Douglas Almeida

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