Você pode ter visto vídeos do que parece ser uma garrafa comum de água fria saindo e cuidando de sua própria vida até bam! Alguém bate contra a mesa e a garrafa inteira vira gelo instantaneamente. O que é essa magia sombria?

Bem, vamos ser os primeiros a dizer que não é mágica, mas sim ciência, e uma ciência bastante simples. E sim, você absolutamente pode tentar este em casa.

Estação de nucleação

Quando qualquer substância muda de estado – como água líquida mudando para gelo sólido – o processo envolve nucleação. É quando há uma imperfeição na substância, como poeira na água, que o novo estado pode usar como uma espécie de âncora – ou núcleo – para que ocorra a mudança de um estado para outro. Uma molécula forma um cristal de gelo no núcleo, o que cria mais área de superfície gelada, o que faz com que mais moléculas próximas se transformem em gelo, o que cria mais área de superfície gelada, o que faz com que ainda mais moléculas próximas se transformem em gelo... idéia.

Normalmente, há muitos núcleos presentes na água. Então, quando você coloca uma garrafa de água no freezer, ela começa a congelar em torno dessas imperfeições em todo o líquido. Isso é chamado de nucleação heterogênea, porque a água não é uniforme. Há coisas nele, e o gelo se forma por toda a água ao longo do tempo.



Mas é possível criar nucleação homogênea. Isso acontece quando não há impurezas na água porque não há núcleos para o gelo se formar à medida que a água fica cada vez mais fria. Este é o processo que cria gelo "instantâneo".

Ciência super legal em seu freezer

A água congela notoriamente a 32 graus Fahrenheit (0 graus Celsius). Mas a água purificada, como as coisas que você compra em garrafas na loja, não tem nada além de moléculas de água. Portanto, não há nada para iniciar o processo usual de nucleação heterogênea.

Se você tiver garrafas de água purificada, pode colocá-las no freezer e deixá-las intactas – sem mexer, sem tocar – por algumas horas. Eles ainda estarão líquidos porque a água pura sem núcleos congela a -43,6 graus Fahrenheit (-42 graus Celsius). Agora é um líquido super-resfriado, o que realmente soa super legal.



O tempo exato que leva para a água congelar dependerá do tamanho de suas garrafas de água e do seu freezer, mas levará cerca de duas horas e meia a três horas para levar a água a esse estado super-resfriado.

É somente após essas poucas horas de preparação que acontece a parte "instantânea" do gelo instantâneo. Mas é incrível. Retire cuidadosamente as garrafas do congelador. Em seguida, agite um ou bata-o na mesa. Qualquer coisa pode atuar como um núcleo neste ponto – bolhas de ar, um leve amassado na garrafa. Qualquer pequena mudança será suficiente para causar nucleação homogênea.

Uma vez que essa perturbação esteja presente, as moléculas de água uniformes se tornarão gelo tão rapidamente que parecerão instantâneas.
Agora isso é superlegal
Uma alternativa ao método de bater ou agitar é despejar a água super-resfriada sobre um cubo de gelo. O cubo servirá como núcleo, e você poderá criar uma pequena torre de gelo enquanto despeja.