O Fen meno da gua a 4 C

ENGENHARIA CIVIL

MECÂNICA DOS FLUIDOS

Fenômeno da Água a 4º C
Comparação Volume x Temperatura (Gelo)

Raissa Melo

Belo Horizonte - MG
13 de Março de 2015

Introdução

Os sólidos e líquidos, em geral, têm seu volume aumentado conforme elevamos a temperatura. Entretanto existem algumas substâncias que em determinados intervalos de temperatura, apresentam um comportamento inverso, ou seja, diminuem de volume quando sua temperatura aumenta.
Um exemplo destas substâncias é a água, que apresenta essa anomalia no intervalo de 0ºC a 4ºC, isto é, neste intervalo de temperatura o volume da água diminui, e, após 4ºC, ela se dilata normalmente como todos os líquidos.

O Fenômeno da Água a 4ºC
Dilatação Anômala da Água

Quando uma substância é aquecida, ela recebe energia de forma que suas moléculas ficam agitadas, passando a ocupar um maior volume, ou seja, sofre dilatação. O oposto ocorre quando uma substância é resfriada, pois ela perde energia e suas moléculas tendem a ficar bem próximas umas das outras, causando uma contração no volume. Isso faz com que, normalmente, a matéria no estado sólido ocupe menos volume do que quando está no estado líquido.
Ao contrário do que acontece com a maioria das substâncias, a água possui um comportamento anômalo: quando é aquecida, entre os intervalos de
0 e 4º C, ela sofre contração e depois começa a dilatar-se, ou seja, quando a água está em seu estado sólido, ela tem volume maior do que no estado líquido nesse intervalo de temperatura. Esse comportamento irregular da água pode ser representado com o seguinte gráfico:

O volume da água diminui entre 0 e 4ºC e depois começa a aumentar
Se o volume da água diminui durante esse intervalo e sua massa é mantida constante, consequentemente a densidade da água, que é a razão entre a massa e o volume, será máxima quando a água estiver a 4ºC. Observe o gráfico:

Esse gráfico mostra que a densidade da água é máxima quando a temperatura é 4ºC
A razão para a dilatação anômala da água é