A água se expande quando congela, então os cientistas se perguntavam o que aconteceria se a água fosse congelada de fora para dentro. Resposta: Explode.
Os pesquisadores filmaram seu experimento com gotas de água, oferecendo uma visão em câmera lenta do gelo que explodiu. Quando uma gota de água é congelada do lado de fora, ela desenvolve uma casca de gelo rígida, segundo os pesquisadores. À medida que o interior da gota começa a congelar, sua expansão é restringida pelo exterior duro, levando à explosão.
As gotas esféricas foram criadas em uma câmara de vácuo para que os pesquisadores pudessem "super-resfriar" a gota, levando a água a menos de 0 graus Celsius sem congelá-la. Em seguida, os pesquisadores tocaram a gota com iodeto de prata, que atua como uma "semente" para formar cristais de gelo. Nesse caso, a água super-resfriada começou a cristalizar, congelando a parte externa da gota. Uma concha de gelo formou-se em torno da gota, engrossando de fora para dentro e aumentando a pressão dentro da gota quando o interior tentou congelar. No vídeo, a gota pode ser vista rachando levemente e liberando alguns flocos de gelo, antes de finalmente explodir.
"As rachaduras e cavidades são curadas lentamente pela água líquida empurrada para fora", disseram os pesquisadores no vídeo. "Uma vez que todas as rachaduras estão curadas, a pressão pode aumentar novamente."
Com base nas explosões de diferentes gotículas, o pesquisador desenvolveu um modelo matemático para prever como as gotículas reagiriam ao serem congeladas de fora para dentro. Eles descobriram que há um tamanho mínimo de gotículas - abaixo de um diâmetro de cerca de 50 mícrons - no qual as gotículas não vai explodir.
Este é o mesmo fenômeno que acontece nas nuvens, disseram os pesquisadores. A precipitação ocorre quando as gotículas de água explodem no topo frio das nuvens, transformando gotículas de fluido em gelo.
Detalhes da dinâmica das gotículas de água quando congelados foram publicados on-line em 24 de fevereiro na revista Physical Review Letters.
