Ao sentar-se ao ar livre em um dia quente, você observa o gelo em seu copo de água derreter lentamente. Mais tarde, você despeja um pouco de gelo de um refrigerador na pia e abre a água para derreter o gelo. Você nem sempre pode usar esse truque, no entanto. Em um dia frio de inverno, por exemplo, você não pode derramar um copo d'água no para-brisa coberto de gelo do seu carro; isso não vai derreter o gelo. A água derrete o gelo, mas apenas sob certas condições.
O Processo de Derretimento
A fusão, por definição, é o processo de mudança de uma substância de uma fase sólida para uma fase líquida. O processo de fusão é um processo endotérmico, o que significa que a energia térmica deve ser absorvida para que ocorra. Essa energia térmica vem de ambientes que têm mais energia e uma temperatura mais alta do que a substância a ser derretida. É apenas através de uma diferença de temperatura que a energia térmica é transferida, o que causará um substância para derreter (ou pelo menos aumentar em temperatura) enquanto o ambiente diminui em temperatura. A temperatura de fusão (chamada de ponto de fusão) é diferente para diferentes substâncias.
Quando a água derrete o gelo?
A maioria de nós conhece o ponto de derretimento do gelo: 0 graus Celsius ou 32 graus Fahrenheit. Se a temperatura do gelo estiver abaixo desse número, ele permanecerá sólido; se a temperatura do gelo aumentar acima desse número, o gelo se transforma em água líquida. Se o gelo entrar em contato com a água, sabemos que o gelo deve estar abaixo de 0 graus Celsius e a água deve estar acima de 0 graus Celsius. Por causa da diferença de temperaturas, ocorrerá transferência de calor. O resultado será que a temperatura da água diminuirá e o gelo aumentará de temperatura.
A água sempre derreterá o gelo?
Isso depende de quanto gelo você começou, a temperatura inicial do gelo, quanta água foi usada e a temperatura inicial da água. Se você colocar alguns cubos de gelo em um copo de água morna, já deve saber o resultado: a água esfriará e os cubos de gelo derreterão. Nesse caso, há água suficiente em uma temperatura inicial alta o suficiente para não apenas aumentar a temperatura dos cubos de gelo, mas também derretê-los.
Quando a água não derreterá o gelo?
Agora deve fazer sentido que nem todas as instâncias de adição de água derreterão o gelo. Mesmo que a temperatura da água seja superior à do gelo, se houver significativamente mais gelo do que água, ou se a temperatura de o gelo está muito baixo para começar, então não será transferida energia de calor suficiente para aumentar a temperatura do gelo e derretê-lo, também.
Resumo
A água derrete o gelo porque está em uma temperatura mais alta que a do gelo, então a energia térmica é transferida da água para o gelo. Visto que o princípio científico em ação aqui é a ideia de transferência de calor, não é necessário que a água seja usada para derreter o gelo. Qualquer substância (sólida, líquida ou gasosa) que esteja em uma temperatura superior à do gelo será capaz de transferir energia térmica para derreter o gelo.
