Resolvido o mistério da água flutuante

Destin Sandlin, do canal do YouTube SmarterEveryDay, finalmente conseguiu resolver um mistério que o afligia há anos: porque, em algumas situações ideais, a água parece flutuar.

É como se algumas gotas de água fossem hidrofóbicas, e ficassem pulando em cima de outras gotas d’água.

Isso acontece com outros líquidos também, como o café – em alguns casos, é possível observar pequenas gotas da bebida pululando em cima do resto do líquido.

Ao perceber que o fenômeno ocorria em diferentes superfícies e temperaturas, Destin decidiu que precisava entendê-lo. Para isso, pediu a ajuda do astronauta norte-americano Donald Pettit, especialista em química de superfície com vasta experiência na Terra e no espaço.

Coalescência

Utilizando um recurso de câmera lenta, a dupla observou o fenômeno da coalescência, quando duas porções de água se juntam e se tornam uma só. Isso acontece, por exemplo, quando uma gota d’água cai em uma poça de água.

No entanto, há um atraso até a união entre as duas porções de água ocorrer. Isso é chamado de “tempo de residência”. Os cientistas creem que isso é devido ao ar preso entre as duas porções de água. Rapidamente, a pressão do ar e a resistência vão diminuindo até que o líquido se torne um só.

Então, o que acontece quando algumas gotas d’águas não param de “flutuar” em cima de poças? Por que a coalescência não ocorre, ou demora tanto a ocorrer? Por que a lacuna de ar não se fecha, como deveria?

Energia de colisão

Mais uma vez utilizando a câmera lenta, Destin e Don observaram em detalhes uma gota flutuando em cima do resto do líquido.

O que eles notaram foi que, quando a poça maior de água forma ondulações e depressões, se a gota d’água cai no ponto certo para acomodá-la, isso diminui o impacto de sua queda, atrasando a coalescência.

Isso é chamado de coalisão cinética.

Para entender o fenômeno, pense em uma bexiga cheia de água. Se alguém a lança para você, como você espera agarrá-la? Rapidamente, arriscando um estouro, ou mais devagar, projetando sua mão para trás, para tentar igualar a velocidade de apanho à velocidade da bexiga, a fim de não estourá-la?

No geral, se a velocidade do líquido e da gota d’água são muito próximas ou iguais, a energia de coalisão rapidamente cai para zero – efetivamente fazendo a gota “flutuar”.

Pronto, mistério resolvido.

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