O que é uma curva de resfriamento?

Uma curva de resfriamento é um tipo de gráfico usado em química, física, engenharia e outras disciplinas para mapear o progresso de uma substância de resfriamento. Um eixo do gráfico, geralmente o eixo x, representa o tempo, enquanto a temperatura é representada no outro eixo. Como tal, uma curva de resfriamento geralmente desce da esquerda para a direita, à medida que a temperatura diminui com o tempo. É importante observar que essa curva nem sempre progride para baixo a uma taxa uniforme ao longo do gráfico, porque as curvas de resfriamento são frequentemente usadas para representar mudanças de fase física, como a mudança de água para gelo. A temperatura diminui de maneira uniforme à medida que a água esfria até o ponto de congelamento, mas a curva se achata no ponto de congelamento quando a água líquida congela em gelo sólido.

Muitos fatores diferentes podem influenciar a progressão de uma curva de resfriamento. Dois dos fatores mais importantes são a temperatura inicial da substância de resfriamento, geralmente chamada de "temperatura de vazamento", e a temperatura do ambiente em que a substância é derramada. As características específicas da substância de resfriamento são os principais determinantes da progressão da curva de resfriamento. Outros fatores, como pressão e volume da substância de resfriamento, também podem afetar drasticamente a curva.

Não é incomum uma curva de resfriamento representar uma mudança de fase, como a de gás para líquido ou de líquido para sólido. A transformação de água em gelo é um dos exemplos mais conhecidos e amplamente reconhecidos de uma mudança de fase. Quando a água a uma temperatura relativamente alta é adicionada a um ambiente a uma temperatura abaixo do ponto de congelamento, ela esfria a uma taxa geralmente uniforme até atingir a temperatura de congelamento. Nesse ponto, a temperatura deixará de diminuir até que toda a água se solidifique em gelo. A água de resfriamento perde energia na forma de calor e, portanto, causa uma diminuição de temperatura, mas a mesma perda de energia também é necessária para a transição do líquido para o sólido, somente sem a correspondente alteração na temperatura.

Pesquisadores e estudantes podem usar uma variedade de métodos para fazer curvas de resfriamento. O método mais simples envolve adicionar uma substância a um ambiente com temperatura controlada e, usando um termômetro, registrar a temperatura da substância em intervalos regulares. Este método, no entanto, é suscetível a erros humanos. Outros métodos dependem, em vez disso, de sensores eletrônicos de temperatura e software de gravação computadorizado. Esses dispositivos e softwares podem ser usados ​​para produzir uma curva de resfriamento precisa em tempo real, enquanto reduz a chance de erro experimental tornar a curva de resfriamento inútil.