Física da água: 9 fatos surpreendentes sobre H2O

Publicado em 21.09.2011

“Não há nada mais macio e mais fraco do que a água, e ainda não há nada melhor para atacar coisas duras e fortes”, Lao Tzu.

De fato, a capacidade da água de lavar, acalmar e nutrir contrasta com a sua força bruta, como exibida por cataratas, cachoeiras e tsunamis.

Da mesma forma paradoxal, a água é ao mesmo tempo extremamente familiar, pois compõem cerca de dois terços de nossos próprios corpos e cobre três quartos do planeta, mas extremamente misteriosa. Muitas das suas propriedades são surpreendentes e escapam da compreensão científica. Confira:

A surpreendente Física da água

1 – Corrida para o fundo

Física da água

Uma pessoa com o mínimo de lógica poderia supor que levaria mais tempo para a água quente mergulhar para baixo da escala de temperatura de 0 graus Celsius e congelar do que a água fria.

Estranhamente, nem sempre esse é o caso. Como foi observado pela primeira vez por um aluno da Tanzânia, Erasto Mpemba, em 1963, a água quente realmente congela mais rápido do que a água fria quando os dois corpos de água estão expostos ao mesmo ambiente abaixo de zero. E ninguém sabe por quê.

Uma possibilidade é que ocorre um processo de circulação de calor chamado convecção. Em um recipiente de água, a água quente sobe até o topo, empurrando a água mais fria abaixo dela e criando um “topo quente”. Os cientistas especulam que a convecção pode de alguma forma acelerar o processo de resfriamento, permitindo que a água mais quente congele mais rápido do que a água mais fria.

2 – Substância escorregadia

Física da água

Um século e meio de investigação científica ainda não conseguiu determinar por que o gelo pode fazer você cair. Os cientistas concordam que uma fina camada de água líquida em cima do gelo sólido é o que o torna escorregadio. Mas não há consenso a respeito do porque o gelo, ao contrário da maioria dos outros sólidos, tem tal camada.

Os teóricos têm especulado que pode ser o próprio ato de deslizar ou patinar – fazer contato com o gelo – que derrete a superfície do gelo. Outros pensam que a camada de fluido está lá antes de alguém escorregar ou patinar, e é de alguma forma gerada pelo movimento inerente das moléculas de superfície.

Nós sabemos que você está procurando algo ou alguém para culpar quando cai de bunda no gelo, mas, infelizmente, o júri ainda não chegou a uma conclusão.

3 – Bolhinhas

Física da água

Na Terra, a água fervente cria milhares de pequenas bolhas de vapor. No espaço, por outro lado, produz apenas uma bolha gigante ondulante.

A dinâmica de fluidos é tão complexa que os físicos não sabiam o que aconteceria com água fervente em condições de gravidade zero, até que um experimento foi finalmente realizado a bordo de um ônibus espacial em 1992.

Os físicos decidiram que a ebulição mais simples no espaço provavelmente resulta da ausência de convecção e flutuabilidade – dois fenômenos causados pela gravidade. Na Terra, estes efeitos produzem a turbulência que observamos em nossos bules.

4 – Levitando líquido

Física da água

Quando uma gota de água cai sobre uma superfície muito mais quente do que seu ponto de ebulição, pode escorregar por toda a superfície por muito mais tempo do que você esperaria.

Chamado efeito Leidenfrost, isso ocorre porque quando a camada inferior da gota evapora, as moléculas de água gasosa da camada não têm para onde escapar, assim que sua presença isola o resto da gota e impede que esta toque a superfície quente abaixo. A gota, assim, sobrevive por alguns segundos, sem evaporar.

5 – Membrana

Física da água

Às vezes, a água parece desafiar as leis da física, mantendo-se unida apesar das tentativas da gravidade ou mesmo da pressão de objetos pesados.

Este é o poder da tensão superficial, uma propriedade que faz com que a camada externa de um corpo de água (e alguns outros líquidos) aja como uma membrana flexível. A tensão superficial surge porque as moléculas de água se vinculam frouxamente umas com as outras. Por causa das ligações fracas entre elas, as moléculas na superfície puxam para dentro as moléculas abaixo delas.

A água fica “junto” até que as forças para separá-la ultrapassem a força daquelas ligações fracas, e quebrem a superfície.

Na foto acima, por exemplo, um clipe repousa sobre a camada superior de um corpo de água. Embora o metal seja mais denso que a água e, portanto, deveria afundar, a tensão superficial está impedindo que o clipe quebre a superfície da água.

6 – Neve em ebulição

Física da água

Quando há um enorme gradiente de temperatura entre a água e o ar exterior – por exemplo, quando uma panela de água fervente de 100 graus Celsius é espirrada em um ar com 34 graus Celsius negativos, um efeito surpreendente ocorre. A água fervente vira instantaneamente neve.

A explicação: o ar extremamente frio é muito denso, com suas moléculas espaçadas tão intimamente que não há muito espaço sobrando para o transporte de vapor de água. Água fervente, por outro lado, emite vapor muito facilmente. Quando a água é lançada no ar, ela quebra em gotas, que têm ainda mais área de superfície para o vapor subir. Isso representa um problema.

Há mais vapor emitido do que o ar poderia, de modo que o vapor “precipita” por ligação com partículas microscópicas no ar, como sódio ou cálcio, formando cristais. Essa é a formação de flocos de neve.

7 – Espaço vazio

Física da água

Embora a forma sólida de quase todas as substâncias seja mais densa do que sua forma líquida, isso não acontece com H2O. Quando a água congela, seu volume aumenta em cerca de 8%. Este é o comportamento estranho que permite que os cubos de gelo, e até mesmo icebergs, flutuem.

Quando a água esfria a seu ponto de congelamento, há menos energia fazendo suas moléculas “pularem”, de modo que as moléculas são capazes de formar ligações estáveis de hidrogênio com seus vizinhos e, gradualmente, fixar uma posição, o que é o mesmo processo básico que faz com que todos os líquidos se solidifiquem.

E, assim como em outros sólidos, as ligações entre as moléculas no gelo são realmente mais curtas e mais apertadas do que os laços soltos na água líquida, a diferença é que a estrutura hexagonal de cristais de gelo deixa um monte de espaço vazio, o que torna o gelo menos denso que a água em geral.

O excedente de volume às vezes pode ser visto na forma de “picos de gelo” em cima de cubos de gelo no freezer. Estes picos são compostos do excesso de água que é espremido para fora de um cubo pelo congelamento (e expansão) do gelo em torno dele.

Em um recipiente, a água tende a congelar a partir dos lados e no fundo em direção ao centro e em cima, de modo que o gelo se expande em direção ao centro. Às vezes, um bolsão de água fica preso no meio sem ter para onde correr, e esguicha de um buraco no topo do cubo, congelando na forma de um jato.

8 – Único

Física da água

Como diz o ditado, “não há dois flocos de neve iguais”. De fato, em toda a história da neve, cada uma dessas belas estruturas é completamente única.

Eis o porquê: um floco de neve começa como um prisma hexagonal simples. À medida que cada floco cai, esbarra em uma gama única de condições, incluindo diferentes temperaturas, umidade e pressão do ar. Isso é o suficiente para nunca se formarem cristais da mesma forma duas vezes.

Dito isto, a coisa legal sobre flocos de neve é que seus seis braços crescem em perfeita sincronia, criando simetria hexagonal, porque cada braço experimenta as mesmas condições que todos os outros.

9 – Da onde veio?

Física da água

A origem exata da água do nosso planeta, que abrange cerca de 70% da superfície da Terra, ainda é um mistério para os cientistas. Eles suspeitam que a água da superfície do planeta há 4,5 bilhões de anos teria evaporado com o calor intenso do sol jovem. Isso significa que a água que temos agora deve ter chegado aqui mais tarde.

Como? Bem, durante um período de cerca de 4 bilhões de anos atrás, chamado de Bombardeio Pesado Tardio, objetos maciços, provavelmente de fora do sistema solar, atingiram a Terra e outros planetas. É possível que esses objetos trouxeram água para a Terra.

Cometas, pedaços de gelo e rocha com caudas de gelo que orbitam o sol, são os prováveis culpados pelo líquido que aterrou aqui. Há um problema, porém: medições remotas da água evaporando de vários cometas importantes (Halley, Hyakutake e Hale-Bopp) revelaram que o gelo é feito de um tipo diferente de H20 (contendo um isótopo pesado do hidrogênio) do que encontrado aqui, sugerindo que os cometas podem não ser a fonte de toda a água da Terra.[Life’sLittleMysteries]

BÔNUS – Não congela a 0ºC

Se a água estiver em um ambiente totalmente limpo, sem pó ou qualquer outro detrito, ela congela a 40ºC negativos e ela também pode ser congelada a altas temperaturas como você pode conferir aqui.

Autor: Natasha Romanzoti

tem 25 anos, é jornalista, apaixonada por esportes, livros de suspense, séries de todos os tipos e doces de todos os gostos.

Quer copiar nosso texto? Siga estas simples instruções e evite transtornos.
Compartilhe este artigo

48 Comentários

  1. Uma porção de água pura colocada em um recipiente blindado preenchendo 100% de seu espaço interno.
    Se esse recipiente for colocado para baixo da escala de temperatura de 0 graus Celsius, o que acontecerá com a água, considerando que não há como aumentar seu volume?

    Thumb up 7
    • Se você conseguir manter o volume, a água vai solidificar em outra temperatura, muito mais baixa que zero graus celsius. Você deve lembrar que a temperatura de ebulição e de congelamento depende da pressão também, assim a água ferve a menos de 100ºC no alto de uma montanha que na altitude do nível do mar.

      Thumb up 1
  2. O alerta q. se tem dado é da provável falta de água POTÁVEL. Esta realmente está cada vez + escassa. Já há novas tecnologias de dessalinização da água do mar, mas ainda assim é um processo lento, principalmente se se pensar na velocidade do consumo atual da água potável.

    Thumb up 2
  3. essa foi uma das melhores materias
    que ja li no hyper science.
    muito interessante!!!

    Thumb up 7
    • porcaria pq eu, vc todos fizemos ele ficar assim!!
      acorde vc!!!!!! aposto q hoje mesmo contribuiu colocando um lixo na rua…….
      e vá na igreja quem sabe aprende oq é deus antes de falar mau…..

      Thumb up 14
  4. acho que ´água não vai faltar tão cedo que vê deixar a água do mar doce e ainda sem bactérias(a maioria)vaporiza e condensa pra vaporizar você vai precisar ferver a água quando você ferve a água mata muitas bactérias

    Thumb up 1
  5. Sobre a ultima matéria ” Da onde veio?”: Eu não tiro a razão dos ciêntistas , mesmo pq eles contam fatos comprovados. Só não sei porque dizem que ciêntista nao acredita em Deus!!!Pensem comigo!tudo que descobrem é estudado e comprovado…mas tem q existir uma orígem para aquilo…Sendo assim….Deus fez essas maravilhas da natureza….o Ciêntista as revelam para nós!!!!!
    Simples assim!!!

    Thumb up 4
  6. Fiquei maravilhada em saber que realmente o floco de neve que vemos nos desenho existem em perfeito formato…lindo!!

    Thumb up 5
  7. Matéria ‘membrana': realmente é muito interessante….mas pensando pela lógica, um clips pode realmente flutuar em um montante de água que seja mais pesado que ele…mas se invertermos isso o clips afunda..não é mais simples dizer assim?rs

    Thumb up 3
  8. Sobre a matéria ‘ Substância escorregadia”, acho q não teve muito fundamento. Imaginem só um piso que nem é tão leso como um piso de gelo..mas liso. ok…agora molhem! ele tbm vai ficar escorregadio….se um piso feito de mineral pode causar o tombo de uma pessoa quando molhado…imaginem um piso feito de gelo extremamente liso!!!!
    por que será que as pistas de patinação no gelo precisam ser restauradas? porque quanto mais liso, melhor fica para se deslisar nele…

    Thumb up 3
  9. Tem outra teoria de que a água quente congela mais rápido, porque ao aquecer os átomos de oxigênio entre as moléculas de óxido de hidrogênio se agitam mais e escapam, e o oxigênio serve como condutor térmico, então ao sair, fica mais fácil de congelar.

    Água pré-aquecida também ferve mais rápido.

    Thumb up 1
  10. Gostaria de desafiar os cientista ,a H2O ( falta um terceiro elemento)?,esta formula esta errada,nos saimos das escolas ensinam a guela abaixo uma monte de besteiras que não serve para nada na vida pratica,assim como nas provas de concursos e outras besteiras a mais

    Thumb up 2
    • maliani, vamos fazer o seguinte: vc VOLTA pra escola, estuda tudo de novo, depois volta pra cá, ok? Beijos.

      Thumb up 4
    • Tambèm surjiro que vossa seronhoria vá até um laboratóprio de química,e tente pegar esses elementos moleculares e trasformar em água?E me prove conceitos vinde de mentes ceticas que não sobem fazer uma reflexão de fundo como você da ciência materialista que tante passar algo errado as pessos sem provar fisicamente,pois já desafie varios e se calaram!!! E não adianta fazer apelos de forma emocional que se torna redículo.

      Thumb up 1
    • Bom, acho que antes de colucar nos livros de quimica que os atomos que constituem a agua são 1(um) de “H”(Hidrogênio) e 2(dois) de “O”(Oxigênio), eles foram em laboratórios, fizeram estudos, pesquisas, misturaran esses elementos em proporções certas e obtiveram a agua. Mas, não digo que tenho 100% de certeza, ja ouvi muitas coisas em fisica que tive que debater com o professor, por ter um conhecimento prévio, graças as matérias do hyper e os artigos cientificos que amo ler por todo o dia, alem de estudar por conta própia. Realmente, não acredite em tudo que lhe dizem na escola, mas procure outras fontes antes de dizer que algo é mentira.

      Thumb up 1
  11. Quando li o item 8, pensei que mencionariam a fantástica obra do japonês Emaru Emoto, sobre a água. Mas, nada. É muito interessante: a água absorve emoções, música, palavras escritas, etc. e as reproduz nos cristais de gelo.

    Thumb up 4
  12. Quanto ao gelo ser escorregadio, é um pouco relativo.Por exemplo: quando criança, quem nunca prendeu o gelo na lingua? T.T

    Thumb up 1
  13. Se alguem não gostasse de agua, não estaria vivo para comentar que não gosta!

    Thumb up 3
  14. Quanto à origem da água no nosso planeta, só a quantidade de vapor d’água expelida por vulcões em erupção poderia ser suficiente para atingirmos a quantidade atual, considerando que no passado terrestre, a atividade vulcânica foi bem mais intensa.

    Thumb up 2
    • É verdade, já havia visto um documentário sobre o assunto, em que nos primórdios da Terra, os gases expelidos pelos vulcões combinavam-se e formavam água.

      Thumb up 0
  15. Sou abstemio so bebo agua ,de preferencia pura .acho que misturada ou servindo de veiculo para outro produto ela deixa de ser pura

    Thumb up 0
    • fresco

      Thumb up 14
  16. seria interessante descobrir como a água chegou aqui, mas a questão que deveriamos estar mais interessados é quando vamos começar a poupá-la,

    Thumb up 10
  17. lembrando também que a aguá pode ser uma lâmina muito eficiente,nas grandes industrias eles a ultilizam para cortar pedra e até metais!!!

    Thumb up 7
  18. BIO ODIEI SEU COMENTARIO… DEVERIA RESPEITAR AS OUTRAS PESSOAS, ELA FAZ AS MATERIAS E NÃO OBRIGA NINGUEM A LER NADA,E ALEM DISSO DE TODOS AS MATERIAS DELA SÃO SEMPRE AS QUE MAIS ME ATRAIRAM. Bom cada um tem seu modo de pensar e ver as coisas, so acho que q pensa da maneira dele deve guardar seus comentarios com voce mesmo, eu e outras pessoas não precisamos ficar sabendo

    Thumb up 6
    • Se eu com 23 anos já fizesse o trabalho que faz esta jovem, tenho certeza que já estaria bem melhor hoje.
      Concordo contigo ALX, precisamos respeitar as pessoas e perceber que esta jovem, tem uma brilhante carreira pela frente, porque vai progredir muito como profissional. Poucos na idade dela, trabalham e estudam em busca de um futuro melhor, não apenas para si própria, mas até para as outras pessoas, porque afinal, eles nos entregam informações que de alguma forma ampliam nosso conhecimento.

      Thumb up 4
  19. Como a água chegou no nosso planeta,continua sendo um grande mistério,e mistério é algo inerente a água.Valeu Natasha,sendo líquida,sólida ou gasosa,essa matéria tá excelente.

    Thumb up 2
  20. A matéria está ótima, mas ainda é preciso um pouco mais de cuidado com a tradução e a escrita. “da onde veio” ficaria bem melhor se fosse escrito da maneira correta: de onde veio. Um artigo cientifico não pode conter nossos vícios de linguagem do cotidiano.

    Thumb up 11
    • Nina
      Parabéns pela crítica construtiva. Isto é o que deve ser feito em prol da edificação de qualquer pessoa.

      Thumb up 4
  21. Excelente matéria! Muito ilustrada e esclarecedora.
    Parabéns
    Maurício.

    Thumb up 5
  22. Tem gente que gosta e gente que não gosta de esportes, política, religião, ciência, moda e tudo mais. Mas se existe algo que todo mundo adora é água, seja apreciadores de cachoeiras, trilhas, navegação, surf, é universal a adoração humana pela água, não só pelo carater biológico, mas por todas as sensações de espiritualidade, fluído, constância, força e mudança que a água representou para nós desde que nos conhecemos por seres pensantes. Parabéns pela reportagem, além da grande riqueza de informação, ela é inspiradora.

    Thumb up 5
  23. Não necessariamente no futuro:
    http://pt.wikipedia.org/wiki/Dessaliniza%C3%A7%C3%A3o

    Não sei de onde tiraram que no futuro vai faltar água, ela pode até ficar mais cara, devido aos custos de produção e transporte, mais faltar não. A única coisa que precisa é de um pouco de investimento para utilizar a água do mar. Em muitos paises do oriente médio boa parte da água consumida já é retirada do mar.

    Thumb up 4
  24. Quase ninguém pára pra pensar no fato, mas há uma outra curiosidade importantíssima, sobre a água (H2O):
    Dois átomos de elementos químicos combustíveis e altamente inflamáveis e até explosivos, o Hidrogênio e o Oxigênio, quando juntos, na forma de uma molécula de água, formam um composto capaz de apagar o fogo que isoladamente poderiam causar. Pense nisso.

    Thumb up 4
    • Arquimedes,

      Não só o hidrogênio e oxigênio quando combinados, produzem substâncias com características totalmente diferentes; ocorre com quase, se não todas as combinações químicas. Por exemplo, o nosso familiar sal de cozinha, é formado por um metal (sódio) que reage violentamente com a água e um gás (cloro) extremamente tóxico.

      Thumb up 2
  25. “Da onde veio?” não, “De onde…”
    Tem que revisar mais o português, costumo encontrar erros crassos na maioria das matéias, isso é grave em um jornalista.

    Thumb up 6
  26. Sobre o numero 6.
    A agua nao precisa estar necessariamente em ebulição e a temperatura externa nao precisa estar necessariamente tão baixa assim.
    Quando estava nos EUA nos falaram isso e fomos testar. Na epoca estava em torno de -15ºC (nas montanhas, perto do Canadá). Pegamos água da torneira (a agua da montanha é super gelada) e jogamos pra cima, la fora. Virou neve na hora. A agua estava gelada e a temperatura nao chegava a -20ºC.

    Thumb up 11
  27. Água possui muitas particularidades MESMO.
    Vai fundo Natasha, expande ainda mais. Investiga com mente aberta.
    Motores movidos a água?
    Engraçado pensar que a água está composta de dois gases super inflamáveis verdade?
    A água pode salvar a vida, mais entendo-lha que bebendo-lha. Putz… isso é português?

    Thumb up 11
    • Acho que ficaria melhor colocando entendendo-a/bebendo-a

      Thumb up 8
    • Também achei a melhor matéria dela, já que costuma falar de coisas sem utilidade ou importância. Parabéns, enfim acertou na mão!

      Thumb up 7
    • “já que costuma falar de coisas sem utilidade ou importância..”
      Bio, talvez um dia a Natasha fale de você, então…

      Thumb up 5

Envie um comentário