Física · Glossário

O que é Super-resfriamento, superaquecimento?

Definição 25.14 Física universitária — 1.º ano · Capítulo 25 — Mudanças de fase de um corpo puro

Uma fase pode persistir além da sua fronteira de equilíbrio: água líquida esfriada abaixo de 0C0{}^{\circ}\mathrm{C} sem congelar (super-resfriamento), aquecida acima do seu ponto de ebulição sem ferver (superaquecimento), vapor comprimido além de PsP_s sem condensar (supersaturação). Tais estados metaestáveis exigem a ausência de sítios de nucleação — poeira, riscos, gás dissolvido, cristais de gelo — em que a nova fase possa começar; uma perturbação os leva de repente e irreversivelmente ao equilíbrio.

Exemplos

Exemplo 25.15 (A garrafa super-resfriada)

Água parada a 8C-8{}^{\circ}\mathrm{C} numa garrafa limpa, ao levar uma batida: cristais de gelo a atravessam e a temperatura salta para 0C0{}^{\circ}\mathrm{C}. O processo é adiabático e rápido, de modo que o calor sensível cΔTc\,\Delta T congela uma fração x=cΔT/Lf=4.18×8/334=0.10x = c\,\Delta T/L_f = 4.18 \times 8/334 = 0.10 da água; a entropia criada, cln(273/265)xLf/273=124122=+2J/(kgK)c\ln(273/265) - xL_f/273 = 124 - 122 = +2\,\mathrm{J}/(\mathrm{kg}\,\mathrm{K}), é positiva, como tem de ser. As nuvens estão cheias de gotículas super-resfriadas até 40C-40{}^{\circ}\mathrm{C}; a formação de gelo nas aeronaves e a semeadura de nuvens exploram as duas esse fato.

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