Quando a água dentro de um refrigerante se transforma em gelo dentro do congelador, ela se expande e empurra o dióxido de carbono para fora, causando uma explosão. Todo mundo tem uma história sobre a explosão de um refrigerante congelado. Se eles fizeram uma bagunça no freezer tentando resfriar um pacote de seis latas antes de uma festa ou deixaram uma garrafa de dois litros no carro durante a noite durante um inverno gelado e voltou a um desastre pegajoso, a pergunta sempre vem: como isso acontece, e por que o recipiente de refrigerante parece tão estranho após?
TL; DR (muito longo; Não li)
O refrigerante explode quando congelado devido à mistura de moléculas de água e carbonatação. O refrigerante é principalmente água e está cheio de gás dióxido de carbono dissolvido que o torna efervescente. A água se expande conforme congela e o processo empurra o CO2 do refrigerante para fora. A combinação de gás pressurizado tentando escapar e gelo enchendo um espaço pequeno demais para ele é demais para o recipiente, e a pressão faz a lata ou garrafa de refrigerante explodir.
Conteúdo de refrigerante
O refrigerante é quase inteiramente água, aromatizado com um xarope doce e tornado efervescente pela adição de grandes quantidades de gás CO2 em um processo chamado carbonatação. As moléculas de CO2 tentam naturalmente deixar o líquido subindo pela superfície para escapar como um gás: é por isso que o refrigerante borbulha quando você o abre. Se muito CO2 escapar do líquido, a bebida fica vazia, então CO2 extra é adicionado ao ar no topo de uma lata ou garrafa durante a fabricação para limitar a quantidade de gás que sai. O comportamento das moléculas de água e dióxido de carbono em um recipiente selado é o que causa o estouro do refrigerante quando congelado.
Moléculas no frio
Porque a temperatura afeta o movimento das moléculas, e o movimento das moléculas afeta o volume de um substância, a maioria das substâncias se contraem quando resfriam e congelam e se expandem quando aquecem e se transformam em líquido ou gás. As moléculas de CO2 no refrigerante, por exemplo, se movem menos à medida que esfriam, ocupando menos espaço no recipiente. Mas a água funciona de maneira diferente.
Exceções geladas
As propriedades da água são incomuns. Suas moléculas expandir em temperaturas de congelamento, em vez de encolher: os átomos de hidrogênio nas moléculas de água são atraídos pelos átomos de oxigênio nas moléculas de água próximas, formando uma estrutura rígida à medida que a água forma cristais de gelo. A estrutura rígida ocupa mais espaço do que as mesmas moléculas ocupam como um líquido, fazendo com que o gelo no recipiente de refrigerante se expanda e force a saída de CO2 de seu interior no processo.