{"id":94973,"date":"2017-01-16T08:52:35","date_gmt":"2017-01-16T10:52:35","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=94973"},"modified":"2017-01-16T08:52:35","modified_gmt":"2017-01-16T10:52:35","slug":"sobrefusao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/sobrefusao","title":{"rendered":"Sobrefus\u00e3o"},"content":{"rendered":"<p><strong>Defini\u00e7\u00e3o de Sobrefus\u00e3o<\/strong><\/p>\n<p><strong>Sobrefus\u00e3o<\/strong> \u00e9 o fen\u00f4meno em que um l\u00edquido perma-nece nesse estado a uma temperatura inferior \u00e0 de solidifica\u00e7\u00e3o, para a correspondente press\u00e3o.<\/p>\n<p>Esse fen\u00f4meno pode ocorrer quando um l\u00edquido cede calor lentamente, sem que sofra agita\u00e7\u00e3o. Agitado, parte dol\u00edquido solidifica, liberando calor para o restante, at\u00e9que o equil\u00edbrio t\u00e9rmico seja atingido \u00e0 temperatura de solidifica\u00e7\u00e3o para a respectiva press\u00e3o<\/p>\n<p><strong>Defini\u00e7\u00e3o de Superfus\u00e3o<\/strong><\/p>\n<p>Fen\u00f4meno pelo qual um composto permanece l\u00edquido a uma temperatura inferior \u00e0 sua temperatura de fus\u00e3o.<\/p>\n<p>A<strong> superfus\u00e3o<\/strong> ocorre quando uma substancia esta no estado l\u00edquido e em uma temperatura baixa.<\/p>\n<p><strong>O que \u00e9<\/strong><\/p>\n<p><strong>Sobrefus\u00e3o ou superfus\u00e3o<\/strong><\/p>\n<p>\u00c9 o fen\u00f4meno no qual um l\u00edquido \u00e9 mantido em seu estado de agrega\u00e7\u00e3o em uma temperatura inferior ao seu ponto de solidifica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>\u00c9 o fen\u00f4meno no qual um l\u00edquido \u00e9 mantido em seu estado de agrega\u00e7\u00e3o em uma temperatura inferior ao seu ponto de solidifica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>Algumas mol\u00e9culas n\u00e3o conseguem se posicionar e a subst\u00e2ncia permanece no estado l\u00edquido mesmo estando abaixo da temperatura de fus\u00e3o.<\/p>\n<p>Qualquer perturba\u00e7\u00e3o no sistema gera energia suficiente para que as mol\u00e9culas se organizem e a subst\u00e2ncia mude para o estado s\u00f3lido.<\/p>\n<p><strong>Superfus\u00e3o<\/strong><\/p>\n<p align=\"center\"><strong><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-94978 size-full\" title=\"Sobrefus\u00e3o\" src=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-04.jpg\" alt=\"Sobrefus\u00e3o\" width=\"456\" height=\"198\" srcset=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-04.jpg 456w, https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-04-300x130.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 456px) 100vw, 456px\" \/><\/strong><\/p>\n<p align=\"left\">\u00c9 poss\u00edvel, resfriando certos l\u00edquidos ao abrigo de qualquer agita\u00e7\u00e3o, mant\u00ea-los em temperaturas inferiores \u00e0 do ponto de solidifica\u00e7\u00e3o, sem que esta se realize. A \u00e1gua, o enxofre e o f\u00f3sforo s\u00e3o corpos que apresentam, com maior freq\u00fc\u00eancia, este fen\u00f4meno a que se denomina <i>superfus\u00e3o<\/i>. Submetendo, por\u00e9m, o l\u00edquido a leve abalo, ou deixando cair nele part\u00edcula do corpo solidificado, produz-se subitamente a solidifica\u00e7\u00e3o em toda a massa, elevando-se imediatamente a temperatura ao ponto de solidifica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p align=\"left\">Gay-Lussac, resfriando \u00e1gua com certas precau\u00e7\u00f5es, conseguiu mant\u00ea-la l\u00edquida \u00e0 temperatura inferior a -12\u00baC, tendo bastado um leve abalo para congelar o l\u00edquido e elevar-se subitamente a temperatura a 0\u00baC. O enxofre, com certos cuidados, pode ser submetido a 15\u00baC de temperatura sem passar para o estado s\u00f3lido, embora seu ponto de fus\u00e3o seja igual a 115\u00baC. Do mesmo modo, o f\u00f3sforo, cujo ponto de fus\u00e3o \u00e9 44\u00baC, pode ser mantido no estado l\u00edquido numa temperatura de -5\u00baC.<\/p>\n<p align=\"left\">O fen\u00f4meno da<strong> superfus\u00e3o<\/strong> pode ser aproveitado na determina\u00e7\u00e3o do ponto de fus\u00e3o dos corpos. Depois de introduzir um term\u00f4metro no l\u00edquido, resfriando-o cuidadosamente a uma temperatura mais baixa do que a que representa o seu prov\u00e1vel ponto de fus\u00e3o. Colocando, em seguida, uma part\u00edcula s\u00f3lida do mesmo material no l\u00edquido superfundido, cessa bruscamente a superfus\u00e3o, o l\u00edquido solidifica-se e o term\u00f4metro sobe imediatamente, indicando a temperatura que \u00e9 o ponto de solidifica\u00e7\u00e3o do material.<\/p>\n<p align=\"center\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-94979 size-full\" title=\"Sobrefus\u00e3o\" src=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-05.jpg\" alt=\"Sobrefus\u00e3o\" width=\"183\" height=\"366\" srcset=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-05.jpg 183w, https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-05-150x300.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 183px) 100vw, 183px\" \/><br \/>\n<b>A cerveja que congela<\/b><\/p>\n<p align=\"left\">Um exemplo de <strong>superfus\u00e3o<\/strong> que pode ser encontrado no cotidiano \u00e9 o da cerveja que ao ser tirada do congelador ainda l\u00edquida, se congela ao contato com a m\u00e3o.<\/p>\n<p align=\"left\">A cerveja recebe em sua fabrica\u00e7\u00e3o a adi\u00e7\u00e3o de g\u00e1s carb\u00f4nico (CO<sub>2<\/sub>), que aumenta a press\u00e3o dentro da garrafa. A press\u00e3o e as baixas temperaturas fazem com que uma quantidade maior de g\u00e1s carb\u00f4nico permane\u00e7a no l\u00edquido. Em certas temperaturas pouco abaixo de zero graus Celsius, essa mistura em estado bastante inst\u00e1vel (em sobrefus\u00e3o), em que uma pequena altera\u00e7\u00e3o na temperatura basta para congel\u00e1-la.<\/p>\n<p align=\"left\">Quando seguramos a garrafa pelo bojo, causamos um desiquil\u00edbrio em seu interior, O calor de nossas m\u00e3os faz com que mais g\u00e1s carb\u00f4nico dissolvido na cerveja passe do estado l\u00edquido para o estado gasoso, sendo liberado. Isso reduz ainda mais a temperatura do l\u00edquido que acaba congelando.<\/p>\n<p align=\"left\">Quando, por\u00e9m, seguramos a garrafa pelo gargalo, a altera\u00e7\u00e3o \u00e9 m\u00ednima e a cerveja permanece l\u00edquida.<\/p>\n<p align=\"left\"><strong>Por que devemos pegar uma garrafa de cerveja pela parte mais fina para ela congelar?<\/strong><\/p>\n<p align=\"left\">Um l\u00edquido pode ser resfriado abaixo do seu ponto de solidifica\u00e7\u00e3o sem efetivamente solidificar, cristalizar. Essa possibilidade \u00e9 denominada de superfus\u00e3o.<\/p>\n<p align=\"left\">Por exemplo, se a \u00e1gua por lentamente resfriada, pode-se chegar a temperaturas muito inferiores a zero graus Celsius com a \u00e1gua ainda no estado l\u00edquido. No meu artigo, referido abaixo, poder\u00e1s ver tiossulfato de s\u00f3dio em estado superfundido, isto \u00e9 liquido a 37 graus Celsius quando a sua temperatura de solidifica\u00e7\u00e3o \u00e9 cerca de 47 graus Celsius. Quando um l\u00edquido superfundido \u00e9 perturbado, ele imediatamente congela.<\/p>\n<p align=\"left\">Ora, a cerveja muito gelada pode estar superfundida. Se tal acontecer, ao perturb\u00e1-la, seja no ato de pegar a garrafa, ou seja depois, quando a garrafa \u00e9 aberta e a cerveja \u00e9 vertida em um copo, ela congelar\u00e1. Ou seja, se pegares uma garrafa de cerveja superfundida com cuidado, pelo gargalo poder\u00e1 que ela n\u00e3o congele.<\/p>\n<p align=\"left\">Mas se realmente estiver superfundida, parte da cerveja congelar\u00e1 ao abrir a garrafa e servir a cerveja.<\/p>\n<p><strong>Superfus\u00e3o: <\/strong>subst\u00e2ncia no estado liquido abaixo do ponto de solidifica\u00e7\u00e3o!<\/p>\n<p>A \u00e1gua e outras subst\u00e2ncias podem se apresentar no estado l\u00edquido apesar de a temperatura ser inferior \u00e0 temperatura do seu ponto de solidifica\u00e7\u00e3o. Este fen\u00f4meno \u00e9 denominado de SUPERFUS\u00c3O, SOBREFUS\u00c3O ou SUPER RESFRIAMENTO.<\/p>\n<p>\u00c1gua, na press\u00e3o de 1 atm, pode ser levada at\u00e9 cerca de -48<sup>o<\/sup>C\u00a0sem cristalizar.<\/p>\n<p>O estado SUPERFUNDIDO \u00e9 dito METAEST\u00c1VEL pois se perturbado suficientemente, seja pela introdu\u00e7\u00e3o de um pequeno cristal da subst\u00e2ncia na massa l\u00edquida, seja por vibra\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica da massa l\u00edquida, se deflagra a cristliza\u00e7\u00e3o. Em pouco tempo aparecem dentro da massa da subst\u00e2ncia uma grande quantidade de cristais.<\/p>\n<p>Experimentos de SUPERFUS\u00c3O da \u00e1gua em laborat\u00f3rios did\u00e1ticos de F\u00edsica Geral s\u00e3o dif\u00edceis de serem realizados. Entretanto h\u00e1 subst\u00e2ncias, que por terem ponto de fus\u00e3o ou solidifica\u00e7\u00e3o na faixa de 40 a 70<sup>o<\/sup>C, s\u00e3o adequadas a tais experimentos. Uma dessas subst\u00e2ncias, facilmente encontrada em casas especializadas em Qu\u00edmica, \u00e9 o tiossulfato de s\u00f3dio.<\/p>\n<p>O tiossulfato de s\u00f3dio \u00e9 um cristal branco (semelhante ao gelo) na temperatura ambiente. Seu ponto de fus\u00e3o se encontra em torno de\u00a0<strong>47<\/strong><sup><strong>o<\/strong><\/sup><strong>C<\/strong>\u00a0. Em um tubo de ensaio em banho maria \u00e9 poss\u00edvel se aquecer o tiossulfato e fundi-lo completmente, determinando neste processo de aquecimento o ponto de fus\u00e3o com aux\u00edlio de um term\u00f4metro no interior do tubo. Depois se retira o tubo do banho maria e se deixa arrefecer lentamente, utilizando-se o term\u00f4metro para monitorar a temperatura do l\u00edquido.<\/p>\n<p>Neste processo de resfriamento lento, apenas por trocar energia com ambiente no entorno, observa-se, surpreendentemente, que <strong>a temperatura do tiossulfato desceu muitos graus abaixo do seu ponto de solidifica\u00e7\u00e3o (47<\/strong><sup><strong>o<\/strong><\/sup><strong>C\u00a0) sem solidificar<\/strong>. Ou seja, <strong>o tiossulfato encontrava-se no estado metaest\u00e1vel de SUPERFUS\u00c3O<\/strong>.<\/p>\n<p>A foto superior da imagem abaixo mostra o tiossulfato l\u00edquido a\u00a0<strong>37<\/strong><sup>o<\/sup><strong>C<\/strong>, portando 10<sup>o<\/sup>C abaixo do seu ponto solidifica\u00e7\u00e3o e e ainda liquido, <strong>SUPERFUNDIDO<\/strong> portanto.<\/p>\n<p>A foto inferior, tirada apenas alguns segundos depois da foto superior, j\u00e1 mostra o tiossulfato parcialmente s\u00f3lido. No intervalo entre as duas fotos uma forte agita\u00e7\u00e3o com a ponteira do term\u00f4metro foi produzida para destruir o estado metaest\u00e1vel de SUPERFUS\u00c3O. Al\u00e9m de observar a cristaliza\u00e7\u00e3o, o que me \u00a0mais me surpreeendeu e marcou, quando com 16 anos de idade realizei este experimento pela primeira vez (como aluno do<strong> saudoso Prof. Ernest Sporket<\/strong> no Col\u00e9gio Sinodal em S\u00e3o Leopoldo), foi a s\u00fabita eleva\u00e7\u00e3o da temperatura que acompanhou a cristaliza\u00e7\u00e3o, passando de \u00a0<strong>37<\/strong><sup>o<\/sup><strong>C <\/strong>para\u00a0<strong>47<\/strong><sup>o<\/sup><strong>C<\/strong>. A surpresa se deveu porque n\u00e3o havia d\u00favida de que a massa de tiossulfato N\u00c3O recebeu energia (calor) nesta rapid\u00edssima (portanto adiab\u00e1tica) transi\u00e7\u00e3o de fase. Notoriamente o tiossulfato estava perdendo energia para o ambiente j\u00e1 que estava em temperatura bem superior a do ambiente e subiu mais ainda no processo de cristaliza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p align=\"center\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-94980 size-full\" title=\"Sobrefus\u00e3o\" src=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-06.jpg\" alt=\"Sobrefus\u00e3o\" width=\"263\" height=\"563\" srcset=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-06.jpg 263w, https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-06-140x300.jpg 140w\" sizes=\"(max-width: 263px) 100vw, 263px\" \/><\/p>\n<p>Apresento abaixo a evolu\u00e7\u00e3o temporal da temperatura do tiossulfato no tubo de ensaio. At\u00e9 atingir a temperatura de cerca de 73<sup>o<\/sup>C mantive o tubo de ensaio em banho maria, monitorando a temperatura do banho com outro term\u00f4metro, lentamente a elevando com aux\u00edlio de um aquecedor el\u00e9trico que era ligado e desligado. A temperatura do banho maria sempre foi mantida n\u00e3o mais de 10<sup>o<\/sup>C acima da temperatura do tiossulfato. Depois de atingir a m\u00e1xima temperatura registrada no gr\u00e1fico, o tubo de ensaio foi retirado do banho maria, colocando-o no recept\u00e1culo de pl\u00e1stico que se v\u00ea nas fotos. O arrefecimento aconteceu ent\u00e3o apenas por ced\u00eancia de energia para o ambiente no entorno (como era inverno a temperatura no laborat\u00f3rio se encontrava em cerca de 18<sup>o<\/sup>C).<\/p>\n<p align=\"center\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-94977 size-full\" title=\"Sobrefus\u00e3o\" src=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-07.jpg\" alt=\"Sobrefus\u00e3o\" width=\"390\" height=\"379\" srcset=\"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-07.jpg 390w, https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sobrefusao-07-300x292.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 390px) 100vw, 390px\" \/><\/p>\n<p>Observa-se no gr\u00e1fico acima os patamares de temperatura constante, caracter\u00edsticos das transi\u00e7\u00f5es de fase. Inicialmente, aos 7 min, a FUS\u00c3O do tiossulfato e depois de 44 min a SOLIDIFICA\u00c7\u00c3O ou CRISTALIZA\u00c7\u00c3O. Identificados em vermelho econtram-se os pontos relativos ao tiossulfato em estado de SUPERFUS\u00c3O (entre 31 min e 44 min). Aos 44 min aconteceu a \u00a0<em>&#8220;tremenda e surpreendente&#8221;<\/em> eleva\u00e7\u00e3o quase instant\u00e2nea da temperatura, passando de cerca de 37<sup>o<\/sup>C para 47<sup>o<\/sup>C, caracter\u00edstica da destrui\u00e7\u00e3o do estado de SUPERFUS\u00c3O.<\/p>\n<p>Muitos apreciadores de cerveja j\u00e1 tiveram a experi\u00eancia de encontr\u00e1-la SUPERFUNDIDA. Al\u00e1s, tal ocorr\u00eancia \u00e9 indesej\u00e1vel pois &#8220;estraga&#8221; a cerveja quando cristaliza. Entretanto o que poucos bebedores de cerveja sabem \u00e9 que quando ela cristaliza h\u00e1 uma s\u00fabita e indesej\u00e1vel eleva\u00e7\u00e3o da temperatura!<\/p>\n<p><strong>Fonte:<\/strong> www.cdscaico.com.br\/br.geocities.com\/www.if.ufrgs.br<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Defini\u00e7\u00e3o de Sobrefus\u00e3o Sobrefus\u00e3o \u00e9 o fen\u00f4meno em que um l\u00edquido perma-nece nesse estado a uma temperatura inferior \u00e0 de solidifica\u00e7\u00e3o, para a correspondente press\u00e3o. Esse fen\u00f4meno pode ocorrer quando um l\u00edquido cede calor lentamente, sem que sofra agita\u00e7\u00e3o. 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