EFEITO MPEMBA - DESCOBERTA CIENTÍFICA 

Efeito Mpemba – uma esquisitice da água descoberta por uma criança. O Efeito Mpemba é um fenômeno físico que ocorre quando, sob certas condições, a água morna congela mais rápido do que a água fria.

 Erasto Bartholomeo Mpemba - FOTO WIKIPÉDIA 

A descoberta deste efeito foi feita por um estudante do ensino secundário chamado Erasto Barthlomeo Mpemba na Tanzânia, África em 1969. Ele observou que o sorvete que ele fazia com água morna congelava mais rápido do que o sorvete feito com água fria.

Não há unanimidade sobre o que exatamente este efeito é e sob quais circunstâncias ele ocorre. Há registros de fenômenos semelhantes desde a antiguidade, porém com detalhes insuficientes para as alegações serem verificadas. O fenômeno parece ser contrário à Termodinâmica, porém um número de possíveis explicações já foram propostas. 

COMPROVAÇÃO DO FENÔMENO

E apesar do fenômeno ter sido descoberto em 1969, até agora os cientistas não conseguem explicar o motivo de maneira conclusiva. Porem existem teorias.

Na verdade, o efeito não é constante e existem casos em que a água fria também pode congelar rapidamente. Na experiência que descreve o “efeito Mpemba”, o líquido em temperatura ambiente chega antes à temperatura de solidificação (ou seja, zero grau Celsius), mas não congela imediatamente. Já o líquido mais quente vira gelo assim que atinge a mesma temperatura. A explicação está no fato de que o resfriamento da água não é linear e através de experimentos foram identificados os fatores principais que colaboram para este feito. São eles o bom contato e condução, a convecção, a evaporação e os gases dissolvidos. Cada um desses fatores colocam a água quente em vantagem da água que está à temperatura ambiente, permitindo então que ela congele primeiro. Ao colocar água à temperatura ambiente para congelar, nota-se que após certo tempo forma-se na superfície superior e nas laterais uma fina camada de gelo. Essa camada de gelo torna-se um isolante térmico e impede a condução de calor entre a água e a base do recipiente que está em contato com o refrigerador, atrasando então o processo de resfriamento. Porém, se a água for previamente aquecida verifica-se que essas camadas demoram mais a surgir, devido ao movimento de convecção realizado por ela.

FOTO - Sebastian Nikiel 

Quando a água da superfície começar a congelar ela imediatamente se deslocará para o fundo e a água quente que estava no fundo subirá à superfície. Isso ocorre porque à medida que a temperatura da água superficial abaixa sua densidade aumenta. Logo, ela tenderá a descer e em seu lugar subirá a água quente com menor densidade. Essa corrente de convecção permitirá uma homogeneidade da temperatura da água durante seu resfriamento, evitando o rápido aparecimento das finas camadas isolantes de gelo. Pelo fato da água quente evaporar mais facilmente que a água à temperatura ambiente acredita-se que após colocadas no refrigerador para congelarem a água quente estaria em vantagem, pois sua massa ligeiramente se reduziria, ao passo que sua temperatura diminuiria mais rápido. Ou seja, essa evaporação superficial contribuiria para a eficiente troca de calor e redução da massa de água a congelar. Porém, essa perda de massa não é tão significativa e mesmo em experiências com recipientes fechados constatou-se o efeito. Sabe-se que na água há a presença de gases dissolvidos, tais como: o gás oxigênio, o dióxido de carbono, além de outras impurezas. Quanto maior a quantidade desses gases dissolvidos menor será a temperatura a atingir para que ocorra a solidificação da água, em outras palavras, os gases dissolvidos dificultam a água atingir o ponto de fusão. A água que é previamente aquecida expele parcialmente os gases que nela estão, pois a solubilidade destes é menor à altas temperaturas e quando esta mesma água começar a resfriar ela terá menos gases dissolvidos que a água que não foi aquecida, desse modo o seu ponto de fusão será aumentado e ela congelará primeiro. Texto extraído e adaptado do site azeheb.

A IMPORTÂNCIA DA DESCOBERTA DE ERASTO MPEMBA

Primeiro, ela desafia a nossa intuição sobre como a água congela. Afinal, esperamos que a água fria congele mais rápido do que a água morna.

Segundo, o Efeito Mpemba é um ótimo exemplo de como a ciência pode ser surpreendente e desafiadora. Ele nos mostra que ainda há muito a aprender sobre o mundo ao nosso redor.

Terceiro, o Efeito Mpemba tem sido usado como um ótimo exemplo para o ensino de conceitos de Termodinâmica, mostrando como a temperatura, a convecção e a evaporação podem influenciar o processo de congelamento.

Por fim, a descoberta do Efeito Mpemba nos mostra que a ciência pode ser feita por qualquer pessoa, em qualquer lugar. Erasto Mpemba, um estudante da Tanzânia, fez uma observação simples que levou a uma descoberta científica importante.

PONTO DE EBULIÇÃO DA ÁGUA

O ponto de ebulição da água é de 100º C. O ponto de ebulição ou temperatura de ebulição de uma substância é a temperatura à qual a pressão do vapor de uma substância iguala a pressão externa.