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Física & Química

Gelo de água quente existe

Gelo de água quente realmente existe
Às vezes, a água quente pode congelar mais rápido do que a fria. Um novo experimento baseado em minúsculas contas de vidro pode ajudar a explicar o porquê. ARTISTEER / ISTOCK / GETTY IMAGES PLUS

Não é, exatamente, que o gelo congela quente, mas a água, quente, em determinada temperatura, resfria e congela mais rápido do que a própria água fria. Claro que ambos os gelos são frios. A diferença está na velocidade da transição.

A conclusão foi feita em um estudo publicado no dia 6 de agosto na revista Nature. Ele foi conduzido pela dupla de pesquisadores Avinash Kumar e John Bechhoefer, ambos da Universidade de Simon Fraser.

Pode parecer contraintuitivo, mas é mesmo. Houve muito debate entre os pesquisadores e o fenômeno não é muito bem compreendido. Algumas coisas simplesmente acontecem, e o que temos de fazer é aceitar que não conhecemos o porquê. 

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Testando o gelo de água quente

Para testar o efeito Mpemba, os físicos utilizaram pequenas gotas de vidro, com apenas 1,5 micrômetro (isso é realmente muito pequeno – apenas 0,00015 centímetros) de diâmetro cada, no lugar da água.

Eles não puderam utilizar a água pela complexidade dessa dinâmica. Os testes anteriores, que haviam sido feitos com a água, eram confusos, assim como os resultados. Por diversos motivos, eles acharam melhor utilizar das gotas de vidro, e funcionou. 

“Esta é a primeira vez que um experimento pode ser reivindicado como um experimento limpo e perfeitamente controlado que demonstra esse efeito”, explica ao Science News o químico Zhiyue Lu, da Universidade da Carolina do Norte, que não participou do estudo. 

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Cada gota representava uma molécula de água. Foram, no total, mil repetições do processo, para produzir um grupo de moléculas interagindo em determinadas condições. 

Para energizá-los e movimentá-los, havia um laser, que fazia o papel do calor. O resfriamento foi feito em um simples banho de água. Desta forma, foi possível realizar as medições para entender se o efeito funcionaria. E funcionou.

Como funciona?

Assumir que isso não faz sentido é razoável. Eu também assumiria isso – e muitos cientistas já o fizeram também. Mas, em alguns casos, a lógica comum simplesmente é ignorada pela natureza.

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Essa mudança ocorre principalmente em sistemas onde não há o equilíbrio térmico. O equilíbrio térmico é, na termodinâmica, o estado onde todas as moléculas estão na mesma temperatura. A energia térmica é transmitida entre elas, até que esse equilíbrio seja atingido. A natureza gosta de equilíbrios.

Entretanto, conforme explorado pelo Science News, apenas um simples e mero número (a temperatura), não é o suficiente para descrever o complexo comportamento da interação de moléculas. 

O equilíbrio térmico é perdido quando as moléculas esquentam e, em seguida, já esfriam. Por outro lado, se você apenas as esfria, é um “caminho menor” e o equilíbrio térmico é atingido facilmente. 

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É como se a água quente, com uma distribuição térmica bagunçada, conseguisse utilizar de um atalho para chegar no gelo. De alguma forma, ela consegue fazer a mudança de estado mais rapidamente.

“É uma dessas configurações muito simples e já é rica o suficiente para mostrar esse efeito; Imagino que esse efeito apareça de forma bastante genérica na natureza em outro lugar, só que não prestamos atenção a ele”, diz a física Marija Vucelja ao Science News.

O estudo foi publicado na revista Nature. Com informações de Science News.

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É divulgador científico por paixão. Gradua-se em Física pela UFSCAR e atua principalmente na Ciencianautas e SoCientífica.


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