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Dilatação anômala da água


Os líquidos geralmente sofrem dilatação térmica, assim como os sólidos, quando têm sua temperatura alterada. Isso ocorre pois, com a mudança de temperatura, há variação na agitação das moléculas do líquido. Quando sua temperatura aumenta, normalmente o volume do líquido tende a expandir, pois as moléculas ficam mais agitadas, e quando a temperatura diminui ocorre o efeito contrário.


Porém, a água apresenta um comportamento anômalo quanto à dilatação térmica entre as temperaturas de 0 ºC e 4 ºC. Aquecendo-se a água de 0º C para 4ºC, o seu volume diminui, em vez de aumentar. Por essa razão, no estado líquido, a densidade da água tem o seu maior valor para a temperatura de 4ºC. Os gráficos da imagem ajudam a entender o comportamento da densidade e do volume da água em função de sua temperatura.

A dilatação anômala da água faz com que a água se expanda ao congelar em vez de se contrair, como é comum em outros líquidos.

Em razão desse comportamento, os refrigerantes ou garrafas com água estouram quando deixados no congelador por muito tempo. Quando a água atinge a temperatura de 4 ºC, o seu volume é minimamente ocupado pela água em estado líquido. Se o resfriamento continuar, o volume da água irá aumentar em vez de diminuir. Quando a água atingir 0 ºC, o volume da água terá crescido grandemente, enquanto o seu recipiente terá reduzido suas próprias medidas, ocasionando a sua ruptura.

A dilatação anômala da água é uma propriedade importante da água que tem várias implicações na natureza e em processos biológicos. Por exemplo, quando a água em lagos e rios congela, a camada de gelo flutuante na superfície ajuda a proteger a vida aquática abaixo dela, fornecendo isolamento contra o frio extremo. Além disso, a dilatação anômala da água é uma propriedade importante para muitas aplicações tecnológicas, como no projeto de sistemas de refrigeração e na fabricação de medidores de temperatura precisos.


O motivo por trás do comportamento anômalo da água tem origem molecular: entre 0 ºC e 4 ºC, a atração elétrica entre as moléculas de água supera a agitação térmica, em razão da existência das ligações de hidrogênio presentes entre as moléculas de água.



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Consultoria em Redução de Custos e Reúso Agrícola de Lodos

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