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Esta manhã, no eléctrico que desce para o Cais da Ribeira, o vidro ao meu lado estava completamente coberto de gotículas — não do lado de fora, limpo, mas do lado de dentro, quente e embaciado. Acontece tanto no inverno que me habituei a ignorar. Hoje não.
A pergunta: porque é que o vidro interior fica húmido quando está frio lá fora?
Observado: o ar dentro estava quente e húmido — umas doze pessoas a respirar num espaço fechado, um ou dois com casacos molhados da chuva. O vidro, em contacto com o exterior a talvez oito graus, estava claramente mais frio do que o ar à volta.
O princípio relevante é a saturação do vapor de água. O ar pode conter vapor até um limite que depende da temperatura — uma relação amplamente aceite, descrita pela equação de Clausius-Clapeyron em qualquer manual de termodinâmica. A cada dez graus Celsius de subida, essa capacidade aproximadamente duplica.
Suponho que o ar dentro estava a uns vinte graus, humidade relativa de sessenta por cento. Uma ordem de grandeza rápida:
Abaixo desse limiar, o vapor condensa; os dois a três gramas por metro cúbico de excesso depositam-se como gotículas no vidro.
O que fica em aberto é a nucleação: porque gotículas redondas e não uma película uniforme? Envolve tensão superficial e a molhabilidade do vidro. Amplamente aceite que o ângulo de contacto da água sobre vidro limpo favorece o espalhamento — mas as gotículas persistem claramente. Suspeito de defeitos microscópicos na superfície ou de contaminação orgânica. Não sei ao certo. Fica para investigar.
#condensação #termodinâmica #fisicadocotidiano #cadernodeciencia
Esta manhã, no domingo sem pressa, bati levemente na lateral da chávena de café logo depois de deitar o leite e mexer com a colher. O som era baixo, quase surdo. Voltei a bater um minuto depois: nitidamente mais agudo, talvez uma oitava acima. A chávena era a mesma. O líquido era quase o mesmo. A pergunta impôs-se.
Observado: ao bater a chávena imediatamente após mexer, o tom é claramente mais baixo do que após o líquido repousar durante trinta a sessenta segundos. A diferença é grande demais para ser ilusão.
O princípio relevante é simples em formulação, menos simples na intuição: a velocidade do som num fluido depende da sua compressibilidade. Em linguagem de manual de acústica básica, v = √(K/ρ), onde K é o módulo de compressibilidade volumétrica e ρ é a densidade. Num líquido puro, K é muito alto — os líquidos resistem bem à compressão — por isso o som propaga-se rápido e o tom ao bater é agudo.
Amplamente aceite: bolhas de gás dispersas num líquido reduzem dramaticamente a compressibilidade efectiva da mistura. Mesmo uma fracção de volume de bolhas da ordem de 10⁻³ pode baixar v por um factor de cinco a dez. Mexer o leite no café incorpora microbolhas de ar. O fluido compósito torna-se muito mais compressível do que o líquido puro, o som abranda, e o tom cai.
Suponho que, ao repousar, as bolhas sobem e escapam à superfície — processo que, a esta escala de micrómetros, pode demorar dezenas de segundos. O aumento gradual do tom ao longo desse intervalo é coerente com a hipótese.
Não testei com água simples versus água gaseificada à mesma temperatura, o que seria o controlo mais limpo. Fica em aberto para a próxima chávena.
#ciencia #fisicadocotidiano #acustica #cadernodeciencia