14/09/2018
Isso se deve ao fato de que a água, no que diz respeito a sua dilatação e contração pela variação da temperatura, ter um comportamento anômalo, entre os valores de 0°C e 4°C. Vamos detalhar esse comportamento:
Normalmente, uma substância, ao ser aquecida, tem seu volume aumentado. Quando resfriada tem seu volume diminuído. Já a água, entre os valores citados acima, comporta-se de maneira inversa. Ao ser aquecida de 0°C até 4°C ela tem seu volume DIMINUÍDO, e quando resfriada, no mesmo intervalo, tem seu volume AUMENTADO. Mas o que explica esse fenômeno e quais são as suas consequências?
O QUE EXPLICA ESSE FENÔMENO?
A água possui ligações especiais, denominadas Ligações de Hidrogênio. Essas ligações são de natureza elétrica e ocorre entre átomos de hidrogênio e elementos do grupo FON (Flúor, Oxigênio e Nitrogênio). Essas ligações formam redes cristalinas que deixam muito espaço vazio entre os átomos, aumentando seu volume. Quando essas ligações são rompidas (aquecimento de 0°C a 4°C), o novo rearranjo ocupa parte dos espaços vazios, diminuindo o volume. Fora desse intervalo, a água tem comportamento normal.
CONSEQUÊNCIAS:
Vamos analisar esse fenômeno com foco na densidade de um corpo. Lembre-se, densidade é a razão entre a massa e o volume – d = m/V . No intervalo citado, o volume da água aumenta enquanto ocorre resfriamento e diminui enquanto ocorre aquecimento. Analisando a fórmula de densidade, percebemos que a densidade é INVERSAMENTE proporcional ao volume, isso é, a densidade aumenta com a diminuição do volume e vice e versa. Com base nisso, podemos inferir que a densidade da água diminui enquanto ocorre resfriamento e aumenta durante o aquecimento, tendo como valor máximo quando a água está a 4°C.
Mas o que isso tem a ver com os lagos?
Durante o inverno, a queda na temperatura resfria a água dos lagos devido ao contato da água com o ar. Quando a superfície da água congela, conforme vimos acima, ela ocupará um volume maior do que o anterior e terá uma densidade menor, o que por consequência faz com que o bloco de gelo flutue.
O gelo funciona quase como um isolante térmico (conduz mal o calor), impedindo a troca de calor da água com o ar. Com isso,