Questão 109 do ENEM 2018 — Ciências da Natureza

A adição de sal grosso ao gelo é uma prática muito comum para gelar bebidas mais rapidamente em festas e churrascos. Para entender o porquê disso acontecer do ponto de vista científico, precisamos recorrer aos conceitos de propriedades coligativas, mais especificamente à crioscopia.

As propriedades coligativas são aquelas que dependem apenas da quantidade de partículas de soluto dissolvidas em um solvente, e não da natureza desse soluto. A crioscopia, em particular, estuda a diminuição da temperatura de congelamento (ou de fusão) de um solvente quando adicionamos a ele um soluto não volátil.

No nosso caso, a água é o solvente e o sal grosso (composto principalmente por cloreto de sódio, $\text{NaCl}$) atua como o soluto não volátil. Sabemos que a água pura, ao nível do mar, possui temperatura de fusão igual a $0^\circ\text{C}$. No entanto, quando o sal entra em contato com a fina camada de água líquida que sempre existe na superfície do gelo, ele se dissolve. Essa dissolução cria uma mistura cuja temperatura de fusão é consideravelmente menor que $0^\circ\text{C}$ (podendo chegar a cerca de $-20^\circ\text{C}$, dependendo da proporção de sal).

Como a temperatura da mistura agora precisa ser muito mais baixa para se manter sólida, o gelo começa a derreter rapidamente. O processo de derretimento (fusão) é uma transformação endotérmica, ou seja, ele precisa absorver calor para acontecer. E de onde o gelo retira esse calor? Exatamente das latinhas ou garrafas de bebida que estão na caixa térmica!

Além disso, como a mistura de água líquida e gelo agora se encontra a uma temperatura bem abaixo de $0^\circ\text{C}$, a diferença de temperatura entre a bebida e a mistura refrigerante se torna maior. Pela física, sabemos que quanto maior a diferença de temperatura entre dois corpos, mais rápida é a transferência de calor entre eles. Isso acelera a remoção de calor das bebidas, resfriando-as muito mais rápido do que se estivessem apenas no gelo puro.

Portanto, o resfriamento rápido não ocorre porque o sal "puxa" o calor, mas sim devido à diminuição da temperatura de fusão do líquido, o que força o gelo a derreter a temperaturas negativas, absorvendo intensamente o calor das bebidas ao seu redor.