Ciência Hoje das Crianças

Se você acompanha esta coluna, já sabe que a pressão atmosférica diminui com a altitude. E aí fica a pulga atrás da orelha: que outras coisas podem variar conforme subimos mais e mais alto? Por exemplo, o ponto de ebulição da água – melhor dizendo, a temperatura em que a água ferve – muda? Veremos.

Podemos aquecer a água até uma temperatura em que suas moléculas se movimentam tão rápido que já não se seguram umas nas outras – é quando a água ferve e começa a virar vapor (Foto: Velo Steve / Flickr)

No estado líquido, as moléculas que constituem a água são ligadas frouxamente por forças de natureza elétrica. Quanto mais aquecemos a água, mais rapidamente as moléculas se movimentam, e assim é possível chegar a uma temperatura em que, na média, as moléculas estão se movimentando tão rápido que as forças feitas por elas não são mais suficientes para segurar as moléculas umas às outras. Quando isso acontece, dizemos que a água ferve – ou “entra em ebulição”.

Esse processo, porém, pode ser dificultado pela pressão do ar sobre a superfície da água. Quanto maior a pressão externa (do ar) sobre o líquido (a água), maior a resistência que as moléculas precisam vencer para se libertarem umas das outras e se transformarem em vapor d’água (o estado gasoso da água). Ou seja, quanto maior a pressão, mais alta a temperatura na qual a água precisa chegar para ferver. Ora, então o inverso também é verdadeiro: quanto menor a pressão do ar externo, mais baixa a temperatura na qual a água ferve.

Podemos, então, subir uma montanha bem alta e ir fervendo a água pelo caminho a diferentes altitudes para ver a que temperaturas isso acontece. Para nossa sorte, é fácil ver quando a água está fervendo, pois há a formação de grandes bolhas e um movimento turbulento do líquido à medida que estas bolhas sobem para a sua superfície. Além disso, a temperatura fica estável enquanto a água ferve, o que nos permite medir com precisão o seu valor.

Agora, calma! Não vá até o armário pegar aquele termômetro que a sua mãe usa para saber se você está com febre – ele só mede temperaturas entre 35 e 44 graus Celsius aproximadamente. Para este experimento, precisamos de termômetros que consigam medir temperaturas mais altas, já que a água, ao nível do mar, ferve a 100 graus Celsius.

Um grupo de alunos realiza o experimento no Pico da Tijuca, no Rio de Janeiro, a mais de mil metros de altitude: verificamos que a água fervia a cerca de 98 graus Celsius (Foto: Beto Pimentel)

Fiz isso com a ajuda de um grupo de alunos no Rio de Janeiro. Subimos o Pico da Tijuca, com 1.022 metros de altitude, e chegamos à conclusão de que a temperatura de ebulição da água diminuía mais de 2 graus Celsius lá no alto – isto é, a água fervia a cerca de 98 graus no ponto mais alto da montanha.

Agora veja que curioso: se pudéssemos pegar água a 98 graus e abaixar a pressão do ar em volta dela – por exemplo, subindo uma montanha tão alta quanto o Pico da Tijuca sem que a água esfriasse no caminho –, veríamos a água começar a ferver do nada, isto é, sem que precisássemos esquentá-la. Bacana, não é?