Cerveja congelada escoa lentamente da garrafa

22 de março, 2018 às 11:08 | Postado em Mudanças de estado da matéria, Termologia, termodinâmica

Olá, Prof. Lang!

Essa dúvida simplista, bem do dia-a-dia, surgiu em uma conversa com meu irmão, quando ele proferiu a seguinte frase: “Não há nada no mundo mais teimoso que cerveja congelada. Quando ela tá em pé, ela sobe; quando ela tá de ponta cabeça, ela não desce”.

Achei a frase divertida e rimos na hora, mas depois fiquei questionando-me, sob o ponto de vista da Mecânica dos Fluidos e da Termodinâmica, o que explica tal observação. Não encontrei uma solução clara, ainda que tenha tecido algumas conjecturas.

Primeiramente, perguntei-me quanto ao real estado físico da cerveja na temperatura usual dos refrigeradores domésticos. Trata-se de uma mistura bifásica sólido-gás, ou estou enganado? O fenômeno seria devido as propriedades de tal mistura bifásica? Ou tem algo a ver com a pressão interna na garrafa onde, posteriormente ao abri-la, gera-se um deltaP capaz de mover a cerveja congelada para fora da garrafa?

E por que a aparente dificuldade observada na saída da cerveja congelada, quando a garrafa está de ponta-cabeça, e a aparente facilidade para ela sair, quando a garrafa está de pé? Existe mesmo essa tal diferença nesses experimentos, estatisticamente, ou trata-se de uma mera “autossugestão” do ser humano por ter observado algumas vezes o fenômeno (mas, provavelmente, sem nunca ter cronometrado)? Essa autossugestão pode ser “contaminada” pelo estado de decepção (ou raiva, risos) pela cerveja ter congelado.

Muito obrigado pelos teus pensamentos luminares! Teu site é excelente e um dos meus preferidos!

Abraço!

Gostei dos “pensamentos luminares” e do “site excelente”! ??

A cerveja pode estar em estado de superfusão ou de super-resfriamento, ou seja, ainda liquida embora a temperatura seja inferior ao do ponto de solidificação. Vide Superfusão: substância no estado líquido abaixo do ponto de solidificação!

Este estado de superfusão é metaestável e se for perturbado, parte do liquido congela. A perturbação acontece por batidas na parede da garrafa, chacoalhada da garrafa ou retirada da tampa. Vide Por que devemos pegar uma garrafa de cerveja pela parte mais fina para ela congelar?

A parcela congelada flutua no restante do líquido por ser menos densa; ao aumentar de volume quando congela todo o espaço interno à garrafa é ocupado pela mistura de sólido com líquido. Quando a garrafa é aberta, dado que a pressão é maior lá dentro também devido aos gases liberados pela cerveja, o que está por cima, que é uma mistura de sólido e líquido, é empurrado para fora vai saindo aos poucos.

Quanto a virar a garrafa com o gargalo para baixo, não sei se de fato a expulsão será menos ou mais rápida do que com o gargalo para cima.

Sobre o estado metaestável de superaquecimento: Superaquecimento no forno de micro-ondas!

“Docendo discimus.” (Sêneca)