Todas as coisas que aprendemos sobre a água durante os anos escolares parecem tão simples e lógicas, certo? Ele sempre se move para encontrar seu ponto mais baixo. Constitui a maior parte do corpo humano. Constitui a maior parte do planeta Terra! E é necessário sustentar e fazer crescer a vida da flora, da fauna e de tudo o mais. Mesmo nas aulas de saúde, aprendemos há muito tempo que a água é fundamental para a manutenção e perda de peso, para o funcionamento saudável dos órgãos, para o funcionamento adequado do cérebro, para qualquer esforço atlético extenuante e muito mais. Mas isso não é tudo!
Nesta lista, daremos uma olhada em dez fatos fascinantes sobre a água que você nunca conheceu antes. Esses não são os fatos básicos (trocadilhos!) que você aprende sobre o bom e velho H2O na escola. Não, este é um mergulho muito mais profundo em alguns dos conhecimentos muito mais técnicos que cercam a água e as suas propriedades. Nerds da ciência, montem: temos água no cérebro neste aqui!
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10 A água quente congela mais rápido?!
O efeito Mpemba é um efeito fascinante da água que leva o nome do estudante tanzaniano Erasto B. Mpemba. Este é um fenómeno que desafia a intuição natural do mundo sobre a água quente e fria. Você pensaria que a água fria congela mais rápido do que a quente, não é?
Afinal, é uma descida mais rápida do frio para o congelado do que do estado quente para o sólido. Certo? Bem, surpreendentemente, a água quente às vezes pode congelar mais rápido do que a água fria. Embora esta ideia possa parecer paradoxal, tem sido observada e documentada há séculos – e agora tem o nome de Mpemba, que foi um estudante que ajudou a catalogar o fenómeno há várias décadas.
Vários factores contribuem para o efeito Mpemba. Eles incluem diferenças nas taxas de evaporação, formação de cristais de gelo e taxa de resfriamento. No entanto, as condições exatas sob as quais a água quente congela mais rápido do que a água fria podem variar. É por isso que ainda faz deste fenômeno um intrincado quebra-cabeça para os cientistas.
Na verdade, alguns cientistas ainda hoje debatem se o efeito Mpemba é real e reproduzível de forma consistente! Independentemente disso, a compreensão do efeito Mpemba pode ter aplicações práticas, como melhorar a eficiência das máquinas de fazer gelo e otimizar os processos de arrefecimento em várias indústrias alimentares e de produção. [1]
9 A água não é perfeita
Quando pensamos em água pura, muitas vezes a imaginamos como H2O. A coisa pura! Não é isso que todos os comerciais de água engarrafada querem que acreditemos? Mas, na realidade, as moléculas de água podem apresentar pequenas variações devido à presença de diferentes isótopos.
Tomemos, por exemplo, água pesada. Cientificamente conhecido como óxido de deutério (D2O), substitui átomos de hidrogênio por deutério. Esse é um isótopo de hidrogênio contendo um próton e um nêutron. A água pesada é mais densa que a água comum devido à maior massa de deutério. Esta diferença é sutil, mas tem implicações cruciais nas reações nucleares e em certos processos químicos.
A água pesada é usada em reatores nucleares e como moderador de nêutrons. Então ainda é água e ainda tem todas as propriedades da água. Mas você não beberia! Esperamos. Dito isto, a mera presença de deutério na água pesada também lhe confere novas propriedades distintas. E destaca a fascinante complexidade até mesmo das substâncias mais básicas do mundo natural! [2]
8 Água com temperatura negativa?!
A água pode desafiar as escalas convencionais de temperatura quando submetida a condições extremas. Considere este fato fascinante, por exemplo. Em certas circunstâncias, a água pode existir num estado de temperatura negativa. Na verdade, é possível resfriar água abaixo de 32°F (0°C) sem congelá-la e transformá-la em gelo.
A condição é conhecida como “super-resfriamento” da água. Mesmo à pressão padrão, sob as condições certas, a água pode ser “super-resfriada” até mais de -40°F (-40°C) e ainda reter as propriedades de um líquido.
Os cientistas determinaram que a água pode chegar a -55°F (-48°C) antes de congelar absolutamente. Mas a questão, claro, é como? Bem, um grande fator é que a água geralmente precisa de algo para congelar. As moléculas de água precisam se fixar em outras moléculas do estado sólido e iniciar sua mudança de congelamento, espalhando-se no processo.
Em água muito, muito pura, sem poeira, sujeira ou outras impropriedades para as moléculas de água cada vez mais frias se apoderarem, o líquido pode permanecer líquido mesmo em temperaturas bem abaixo do que deveria ter sido um ponto de congelamento automático. [3]
7 Gelo Superiônico
Nos ambientes extremos de planetas gasosos gigantes como Urano e Netuno, você provavelmente encontrará uma forma única de gelo conhecida como gelo superiônico. Esta substância exótica exibe propriedades tanto de sólidos quanto de líquidos. Ao fazê-lo, desafia enormemente as nossas definições tradicionais de matéria.
O gelo superiônico é formado sob condições intensas de pressão e temperatura com moléculas de água que se organizam em uma estrutura cristalina. No entanto, os íons hidrogênio dentro desta estrutura comportam-se como um líquido. Assim, eles podem mover-se livremente entre os íons de oxigênio. Pense nisso como uma rede sólida de oxigênio, assim como qualquer molécula normal de água teria, mas está flutuando dentro de um mar de íons de hidrogênio flutuantes que apresentam propriedades diferentes do que é considerado normal.
Os cientistas ainda estão tentando descobrir o que isso significa para o universo. Eles têm certeza de que isso está acontecendo em Urano e Netuno – mas é claro, não podemos viajar exatamente para lá e abrir uma loja para confirmar. Ainda assim, a compreensão do gelo superiónico fornece informações sobre as condições extremas encontradas no sistema solar exterior. E também destaca a notável adaptabilidade da água sob diferentes circunstâncias, muito além da nossa vida terrestre! [4]
6 Sim, a água pode queimar
A água é conhecida por seu papel na extinção de incêndios, mas sob condições específicas, ela própria pode se tornar parte de uma reação de fogo. O sódio é um metal alcalino altamente reativo e pode reagir de forma explosiva quando exposto à água. Esta reação produz gás hidrogênio e calor, o que leva diretamente a explosões de fogo.
A razão por trás desse fenômeno contra-intuitivo é o deslocamento de íons hidrogênio (H+) na água por íons sódio (Na+). Esse deslocamento libera gás hidrogênio (H2) e gera calor intenso. A combinação de hidrogênio e oxigênio no ar pode levar à combustão, o que torna as condições propícias para um violento incêndio de sódio.
É fundamental manusear substâncias reativas como o sódio com muito cuidado, pois a interação com a água pode ser extremamente perigosa. Este facto serve como um lembrete da complexidade das reações químicas e da importância das medidas de segurança quando se trabalha com materiais reativos. Também serve como um lembrete de que nem tudo é o que parece! Mesmo uma substância como a água – que se pensa poder apenas apagar incêndios – pode tornar-se altamente inflamável nas condições certas (erradas). [5]
5 O “Quinto Estado” da Matéria
A maioria de nós está familiarizada com os quatro estados da matéria: sólidos, líquidos, gases e plasmas. No entanto, no domínio da física quântica, existe um “quinto estado” teórico da matéria conhecido como condensado de Bose-Einstein (BEC). O BEC ocorre em temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto. Lá, os átomos perdem suas identidades individuais e se fundem em uma única entidade quântica. Neste estado, a matéria se comporta como uma onda em vez de partículas distintas, levando a fenômenos fascinantes como a superfluidez e a capacidade de exibir interferência quântica.
Este estado exótico da matéria tem sido objeto de intenso estudo e tem aplicações práticas em áreas como a física atômica e o desenvolvimento de dispositivos de medição ultrassensíveis. É mais comumente observado com água, uma vez que a água tende a estar prontamente disponível e pode ser resfriada até quase o zero absoluto pelos cientistas.
Dado que os BEC só foram descobertos há cerca de 30 anos, ainda há muito mais para os cientistas aprenderem sobre este “quinto estado” e o que ele pode significar no que diz respeito aos futuros avanços tecnológicos. [6]
4 O solvente universal
A água é frequentemente referida como o “solvente universal” devido à sua notável capacidade de dissolver uma ampla gama de substâncias. Esta propriedade está enraizada na natureza polar da água. O átomo de oxigênio tem uma carga ligeiramente negativa e os átomos de hidrogênio têm uma carga ligeiramente positiva. Isso permite que sirva como um solvente muito eficiente para muitas outras substâncias. E o título de “solvente universal” também não é apenas um apelido alegre. A água literalmente dissolve mais substâncias do que qualquer outro líquido na Terra. É para sempre o campeão nisso!
A polaridade da água permite que ela interaja com outras substâncias polares ou iônicas. Isso significa que pode decompô-los em seus íons e moléculas constituintes. Isso torna a água essencial para reações químicas em organismos vivos, inclusive dentro de nossos próprios corpos. Ele também desempenha um papel crucial em processos como digestão e função celular.
A capacidade da água de dissolver uma vasta gama de compostos, desde sais e açúcares até ácidos e bases, é uma prova da sua versatilidade e importância em contextos naturais e industriais. E é por isso que sempre falam para você beber mais água! Suas propriedades como solvente são válidas para o sistema digestivo, permitindo que o corpo funcione melhor e funcione de maneira mais saudável. [7]
3 O gelo marinho é de água doce
Apesar da vasta extensão de água salgada que o rodeia, o próprio gelo marinho é, na verdade, composto de água doce. Quando a água do mar congela, ela passa por um processo denominado depressão do ponto de congelamento. Este fenômeno ocorre porque os sais dissolvidos na água do mar diminuem o seu ponto de congelamento. À medida que a água do mar começa a congelar, os cristais de gelo que se formam são compostos de água doce pura.
Os sais são excluídos da estrutura cristalina e permanecem na água remanescente do oceano que é então lavada ao longo do seu caminho. Como resultado, a água do oceano torna-se mais salgada e mais densa – e o gelo marinho que agora se formou é quase inteiramente de água doce, sem sal na sua estrutura.
Esta separação do sal do gelo é a razão pela qual o gelo marinho é uma fonte valiosa de água doce nas regiões polares. Como você pode estar presumindo (e está certo ao fazê-lo), esse gelo marinho pode ser derretido e usado para água potável e outros fins essenciais, como cozinhar e limpar.
Por sua vez, esse pequeno facto sobre o gelo marinho salvou inúmeras gerações de pessoas nos extremos norte e sul do planeta Terra. Compreender a ciência do gelo marinho e das suas propriedades de água doce é crucial para os habitantes das regiões do Ártico e da Antártida, onde o acesso a quaisquer outros recursos sustentados de água doce é muito, muito limitado. [8]
2 Ponto Triplo da Água
A água tem uma propriedade única conhecida como “ponto triplo”. Isso ocorre precisamente a 32,018°F (0,01°C) e 611,657 pascais (0,00604 atmosferas) de pressão. Nesta combinação específica de temperatura e pressão, a água pode coexistir em todas as três fases – sólida, líquida e gasosa.
Este estado único permite aos cientistas definir os valores fundamentais de temperatura e pressão para estas três fases. O ponto triplo da água serve como ponto de referência fundamental para a calibração de dispositivos de medição de temperatura e pressão em todas as indústrias mecânicas e de manufatura, incluindo a Escala Internacional de Temperatura (ITS-90).
Em termos práticos, o ponto triplo da água é crucial para a criação e calibração de termômetros e barômetros. Por exemplo, a escala Celsius, que se baseia no ponto triplo da água (0,01°C), fornece um método consistente e amplamente aceito para medir a temperatura. Temos que começar de um ponto acordado para medir o quão quentes ou frias são as coisas, não é? Felizmente, as características únicas e surpreendentes da água dão ao mundo esse ponto de partida.
Além disso, o ponto triplo da água tem um significado que vai além da metrologia (que é uma palavra chique para significar a ciência da medição). É um conceito fundamental para a compreensão das mudanças de fase e do comportamento da matéria sob diversas condições. Ele ilustra o delicado equilíbrio entre temperatura e pressão que determina se a água existe como sólido, líquido ou gasoso. [9]
1 Memória da Água
Você está pronto para terminar de uma forma estranha? “Memória da Água” é um conceito controverso, mas cativante no mundo da ciência. Sugere que a água tem memória própria, permitindo-lhe “lembrar” informações e energia. A ideia ganhou destaque através do trabalho do Dr. Masaru Emoto, autor e pesquisador japonês. Ele afirmou que a água poderia exibir diferentes estruturas cristalinas quando exposta a vários estímulos externos. De acordo com o Dr. Emoto, essas exposições incluíam palavras, música e pensamentos.
Embora esta ideia seja recebida com cepticismo na comunidade científica, algumas experiências sugeriram que a água pode de facto reagir a influências externas. A estrutura molecular da água, que consiste em ligações de hidrogénio, pode desempenhar um papel na sua capacidade de registar informações. As implicações da memória da água, se comprovadas, poderão ser profundas, potencialmente impactando campos como a homeopatia e a medicina alternativa.
Embora a pesquisa do Dr. Emoto possa não ser totalmente aceita pela comunidade científica dominante, a ideia ganhou força suficiente para torná-la um interessante local de estudo futuro. A água “sabe” como reagir a vários estímulos externos? Ele “reconhece” fatores externos como nós? A ciência diz… talvez! [10]
