A lata que implode
Material e reagentes:
Lata de refrigerante;
Placa de aquecimento;
Tina de vidro larga;
Pinça metálica;
Gelo.
Como proceder:
1. Coloque água na lata, enchendo mais ou menos 1/8 do volume total.
2. Deite gelo partido (o mais fino que conseguir) na tina de vidro, o suficiente para encher cerca de metade.
3. Aqueça a lata, até verificares que a água, no seu interior, se encontra em ebulição. Mantenha a lata no aquecimento um minuto depois da ebulição ser atingida. (Deve-se deixar a água estar em ebulição, de maneira a que o efeito seja mais evidente. Cuidado: está a lidar com água em ebulição, isto é, a 100 ºC, o que pode implicar queimaduras graves).
4. Com o máximo de cuidado retire a lata do aquecimento usando a pinça. Rapidamente, vire a abertura para baixo, ao mesmo tempo que mergulha a lata no gelo da tina.
5. No instante em que mergulha a lata na água, esta comprime-se instantaneamente, ou seja, implode.
Explicação:
Durante o aquecimento da água, dentro da lata de alumínio, sobe de temperatura até aos 100 ºC (ebulição), sendo a sua pressão aproximadamente igual à atmosférica. Quando está em ebulição parte da água vai passar para o estado gasoso, sendo o volume interior da lata completamente preenchido por água no estado líquido em equilíbrio com o seu vapor. É de salientar que sendo a lata feita de um material bom condutor de calor e pouco espesso, a temperatura das paredes desta irá ser, praticamente, uniforme.
Quando se inverte a lata, o líquido que estava no fundo passa a ocupar o orifício não deixando que o vapor de água se escape. Isso pode ser explicado pela diferença de densidades entre a água líquida e o vapor.
Ao mergulhar a lata invertida no gelo, que se encontra a uma temperatura menor (20 ºC), isso causará um decréscimo brusco na temperatura, tanto na própria água líquida como nas paredes da lata. O vapor em contacto com a superfície da lata e com o líquido, que foram subitamente arrefecidos, condensa rapidamente, levando a uma diminuição muito brusca da pressão no interior da lata.
A lata irá comprimir até ser atingido um novo estado de equilíbrio, concordante com a diminuição de pressão. Isto é, quando o vapor condensa vai haver um certo espaço deixado por este que tem de ser preenchido. Como a lata não oferece grande resistência, esta implode até compensar a diminuição de pressão. Se a lata fosse feita de um material mais forte iríamos ter só água a entrar no interior da lata, no sentido da zona de menor pressão.
FONTE: Clube de Físico-Química
