O Colapso de uma Lata

 Esta semana fomos descobrir que Durante o aquecimento da água dentro da lata de alumínio, a água entra em ebulição quando atinge aos 100 ºC, e a pressão no interior da lata fica aproximadamente igual à atmosférica. 

Quando está em ebulição, parte da água vai passar para o estado gasoso, e o volume interior da lata é preenchido por água, no estado líquido, em equilíbrio com o seu vapor. 

Como a lata é feita de um material bom condutor de calor e pouco espesso, a temperatura das paredes desta irá ser, praticamente, uniforme. Quando se inverte a lata, o líquido que estava no fundo passa a ocupar o orifício e não deixa que o vapor de água se escape. Isso é explicado pela diferença de densidades entre a água líquida e o vapor. Ao mergulhar a lata invertida na água, que se encontra a uma temperatura menor, isso causará uma diminuição brusca da temperatura, tanto na própria água líquida como nas paredes da lata. O vapor em contacto com a superfície da lata e com o líquido, que foram repentinamente arrefecidos, condensa rapidamente.

Sabe-se que a matéria é formada por corpúsculos que estão sempre em movimento e que entre eles há espaços vazios e, que, esses espaços são maiores quando o material está no estado gasoso. Assim, as moléculas da água ocupam maior volume, no estado gasoso. Como grande parte do volume interno da lata estava preenchido por vapor de água, quando se a coloca em água fria, a condensação acontece de forma rápida implicando uma diminuição brusca de pressão. Logo, a lata irá comprimir-se até ser atingido um novo estado de equilíbrio, acordo com a diminuição de pressão. Isto é, quando o vapor condensa vai haver um certo espaço “vazio” deixado por este que tem de ser preenchido. Como a lata não oferece grande resistência, ela implode até compensar a diminuição brusca de pressão. 

A lata não se comprime mais porque a água fria também compensa a diminuição de pressão, se a lata fosse feita de um material mais forte iriamos ter só água a entrar no interior da lata.