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Como se apresenta a água a -5 ºC a pressão normal?

A resposta canônica a esta pergunta é que está no estado sólido. Mas …

Pergunta originalmente feita em http://br.answers.yahoo.com/question/index;_ylt=Apa_71y22yyxsyZoP94YbrDJ6gt.;_ylv=3?qid=20130217124619AAs13tb

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

A resposta canônica a esta pergunta é que a água deve estar no estado sólido.

Entretanto, mesmo que esteja no estado sólido, também existe VAPOR ÁGUA nesta temperatura. Ou seja, a água, mesmo congelada, pode EVAPORAR (o melhor seria dizer SUBLIMAR). A evidência dessa sublimação mesmo em temperaturas negativas é a desidratação que acontece com qualquer alimento não embalado hermeticamente dentro de um freezer. Esquimós fazem charque de carne expondo o pedaços de carne ao ar livre em temperaturas muito inferiores a 0ºC.

A condição para que ocorra a evaporação ou a sublimação é que a pressão PARCIAL de vapor d’água no ambiente externo seja menor do que a pressão de vapor saturado (característica da substância a uma dada temperatura e dada pela Lei de Clausius-Clapeyron). A baixíssima pressão parcial de vapor no interior de um freezer permite a SUBLIMAÇÃO do gelo, explicando a desidratação que ocorre com alimentos em refrigeradores.

O gráfico abaixo indica como a água sólida (gelo) em um freezer doméstico a cerca -15 graus C evapora! Para obter o gráfico eu media a massa do gelo em uma forma de gelo e em cerca 160 dias TODO O GELO SUBLIMOU! Vide também É verdade que gelo vaporiza?

geloevap

Adicionalmente há a possibilidade de água nas condições de -5 ºC a na pressão normal se encontrar no estado líquido. Tal é denominado de SUPERFUSÃO, SUPER RESFRIAMENTO ou SOBREFUSÃO e tal estado é denominado de METAESTÁVEL.

Desta forma fica evidente que a resposta à questão NÃO é trivial!

Vide no o artigo Um tema negligenciado em textos de Física Geral: a vaporização da água no Research Gate .

Sobre SUPERFUSÃO vide  Superfusão: substância no estado liquido abaixo do ponto de solidificação!

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“Docendo discimus.”

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