Por que o ponto de fusão da água diminui com o aumento da pressão, diferentemente do que ocorre com a maioria das substâncias?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pergunta por que o ponto de fusão da água diminui quando aumentamos a pressão, diferente da maioria das substâncias. Isso está relacionado à termodinâmica e ao comportamento das substâncias em diferentes fases. Para resolver, vamos precisar entender como a pressão afeta a transição entre sólido e líquido.
Passo 2
Primeiro, é importante saber que o ponto de fusão é a temperatura na qual uma substância muda de sólido para líquido. Geralmente, para a maioria dos materiais, aumentar a pressão eleva esse ponto porque o sólido é mais denso que o líquido. Ou seja, mais pressão favorece a fase sólida.
Passo 3
Mas a água é especial! No caso dela, o gelo (sólido) é menos denso que a água líquida. Isso significa que, ao aumentar a pressão, estamos pressionando a água líquida para ocupar menos espaço, já que ela é mais compacta que o gelo.
Passo 4
Devido a essa diferença de densidade, quando aplicamos mais pressão, a água líquida é favorecida sobre o gelo. Isso faz com que o ponto de fusão diminua, ou seja, o gelo derrete a uma temperatura mais baixa quando a pressão aumenta.
Passo 5
Esse comportamento é representado na curva de fusão da água no diagrama de fases. A inclinação negativa dessa curva mostra que a pressão e a temperatura de fusão são inversamente relacionáveis para a água, o que é o contrário da maioria das substâncias.
Resposta
Portanto, o ponto de fusão da água diminui com o aumento da pressão porque o gelo é menos denso que a água líquida, e a pressão favorece a fase mais densa, fazendo com que o gelo derreta a temperaturas mais baixas quando submetido a maior pressão.