39A água em todos os seus estados

Solução de Exercício 39.1.

Fusão (a geada saindo do capim de manhã); solidificação (os cubos de gelo do congelador); vaporização (a roupa secando, a panela fervendo); condensação (o embaçado no espelho frio); sublimação (um monte de neve encolhendo na geada seca); gasoso direto para sólido (as penas de geada na vidraça).

Solução de Exercício 39.2.

Orvalho: condensação. O boneco de neve que encolhe sem poça: sublimação — do sólido direto para o vapor, no ar frio e seco. A “fumaça” do congelador: condensação — o vapor do ambiente se condensando numa nuvenzinha no ar frio (gotinhas, e não gás).

Solução de Exercício 39.3.

Continua com $412\,\mathrm{g}$: a massa sobrevive às mudanças de estado — a garrafa lacrada não perdeu nem ganhou nada.

Solução de Exercício 39.4.

Tampada, para que nenhum vapor vá embora com os gramas dele (a auditoria precisa ficar fechada); seca, porque água ou geada grudada por fora acrescentaria gramas estranhos, que pertencem ao ambiente e não à auditoria.

Solução de Exercício 39.5.

Não foi destruída: $200\,\mathrm{g}$ de água saíram como vapor pelo ar da cozinha — a vaporização tirou os gramas da panela, não do mundo.

Solução de Exercício 39.6.

Cerca de $1.1\,\mathrm{L}$ de gelo — um décimo a mais de espaço. A massa não muda: $1\,\mathrm{kg}$ entrando, $1\,\mathrm{kg}$ saindo.

Solução de Exercício 39.7.

A água presa num cano incha ao congelar, e o cano, como a garrafa de vidro, cede. Os jardineiros esvaziam as torneiras no outono para que não sobre nada lá dentro para inchar.

Solução de Exercício 39.8.

O gelo enfia o material de um litro em $1.1$ litro de espaço: mais leve que a água para o mesmo espaço — e ser mais leve para o mesmo espaço é exatamente o que faz uma coisa flutuar.

Solução de Exercício 39.9.

Mar ($1\,\mathrm{kg}$, líquido) — vaporização — vapor ($1\,\mathrm{kg}$) — condensação — gotinhas de nuvem ($1\,\mathrm{kg}$) — solidificação — neve ($1\,\mathrm{kg}$) — fusão — água de degelo ($1\,\mathrm{kg}$) — rio até o mar ($1\,\mathrm{kg}$). Seis etapas, uma massa que não muda.

Solução de Exercício 39.10.

Tranquilize. O gelo boiando já desloca o próprio peso em limonada; ao derreter, ele devolve exatamente essa água, encolhida de volta pelo décimo que tinha inchado — e ela escorrega para o espaço que o cubo já ocupava abaixo da superfície. O copo continua cheio até a boca, sem transbordar uma gota.

Solução de Exercício 39.11.

A porta do gasoso para o sólido: o vapor invisível do ar do cômodo encostou na vidraça congelante e construiu gelo diretamente, pulando o líquido. Ela não se chama “congelamento” porque nunca existiu nada líquido na vidraça — a água chegou direto do estado gasoso.

Solução de Exercício 39.12.

O lago perde calor para o ar de inverno pela superfície, então a água da superfície chega a $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ primeiro e o gelo se forma ali — e flutua, por ser mais leve que a água para o mesmo espaço, de modo que fica em cima. A tampa de gelo (e de neve) é uma pista lenta: ela isola a água de baixo, cujo calor agora vaza para cima apenas devagar. A água funda fica acima do congelamento o inverno inteiro, e os peixes nadam sob um telhado que a estranha água inchadiça construiu para eles.