Folhas finas de ouro disparadas brevemente com lasers foram aquecidas até 14 vezes o seu ponto de fusão, mantendo-se sólidas, muito além do limite teórico. Isto levanta a hipótese de alguns sólidos poderem não ter um ponto de fusão superior.
“Quais são os verdadeiros limites da fusão?” Não é tão fácil como parece. Para complicar ainda mais a discussão, um estudo publicado esta quarta-feira na Nature revelou que o ouro pode ser aquecido até 14 vezes o seu ponto de fusão sem derreter.
O sobreaquecimento é um fenómeno comum em que um sólido pode aquecer para além do seu ponto de fusão, ou um líquido pode aquecer para além do seu ponto de ebulição, sem mudar de estado. Por exemplo, uma chávena de água aquecida num micro-ondas pode atingir temperaturas superiores a 100°C , desde que a chávena esteja suficientemente lisa e imóvel. No entanto, assim que a chávena for sacudida, a água entrará em ebulição violenta.
Para os sólidos, muitos físicos propuseram um limite superior para o sobreaquecimento, a uma temperatura cerca de três vezes superior ao ponto de fusão padrão em kelvin.
Este ponto é designado por catástrofe de entropia, que é quando a entropia, frequentemente definida como a quantidade de desordem num sistema, para o estado sólido se tornaria maior do que se a substância fosse líquida.
Como refere a New Scientist, se a substância permanecesse sólida acima desta temperatura, violaria a segunda lei da termodinâmica, que diz que a entropia não pode diminuir ao longo do tempo para a maioria dos sistemas.
Ouro surpreende físicos
O novo estudo revelou que o ouro pode aquecer até 14 vezes o seu ponto de fusão, mantendo-se sólido, muito acima do seu ponto de catástrofe de entropia.
Depois de confirmarem que não se tinham enganado nas medições, a equipa voltou a analisar a teoria e perceberam que o aquecimento extremamente rápido do ouro significava que a entropia do ouro sólido podia permanecer inferior à da forma líquida potencial, permitindo-lhe ultrapassar o limite de temperatura previsto.
“É importante dizer que não quebrámos a segunda lei da termodinâmica“, advertiu o líder da investigação, Thomas White, da Universidade do Nevada, à New Scientist.
O verdadeiro limite do sobreaquecimento continua a ser umdilema, refere o física. “Talvez tenhamos pensado que o tínhamos resolvido nos anos 80 com este limite de sobreaquecimento, mas agora penso que é novamente uma questão em aberto. Até que ponto se pode aquecer uma coisa antes de ela derreter?”, refletiu.
“Agora, seria também interessante verificar se isto se aplica a outros sólidos para além do ouro e se existe algum limite máximo para o aquecimento antes da fusão”, diz Vinko.
