Gelo de água quente existe

Felipe Miranda
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. 

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. 

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.

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. 

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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