Já ouviu falar em física de fluidos? Embora não seja uma das mais atraentes, é uma das disciplinas mais fascinantes da física e que mais influência exerce no nosso dia a dia, explicando acontecimentos do quotidiano. Trata-se de um pensamento iniciado pelos gregos no século IV a.C. com o objectivo de criar vias para a água e sistemas de rega da forma mais eficiente possível. Mas sabe onde se "esconde" a física de fluidos no dia-a-dia?

Por exemplo, são as mudanças de pressão entre dois pontos de um fluido que explicam porque a pasta de dentes sai do tubo quando o apertamos. Por outro lado, a teoria de Bernoulli do movimento de fluidos explica porque os carros de Fórmula 1 que mantêm a sua parte inferior junto ao solo são mais rápidos ou como a forma da asa de um avião permite a deslocação correcta do ar e a elevação da aeronave. Até responde a perguntas tão simples como por que razão a água molha ou a tinta tinge.

Apesar de parecerem perguntas bastante óbvias, a resposta nem sempre o é. Tal deve-se ao facto de a explicação derivar de forças invisíveis que envolvem as suas propriedades físicas: a força de coesão e a força de aderência ou adesão. Contamos-lhe como funcionam e o que faz com que alguns líquidos molhem e outros não.

AS LIGAÇÕES INVISÍVEIS

A capacidade de um líquido para molhar é algo que se deve directamente às suas propriedades físicas. No caso da água, é um líquido composto por moléculas com três átomos: um de oxigénio e dois de hidrogénio. Essas moléculas unem-se entre si para dar forma à substância no seu conjunto, com ligações que podem ser mais fortes ou mais fracas. O estado em que a água se encontra (sólido, líquido ou gasoso), depende, portanto, das características dessas uniões e da posição adoptada pelas diferentes moléculas.

No entanto, nem tudo é uma questão interna, pois a água também pode estabelecer determinadas relações com outras substâncias diferentes. Com efeito, são as propriedades dessas ligações que originam a “capacidade de molhar”. As grandes responsáveis são duas forças invisíveis, mas essenciais para a matéria: as forças de coesão e as forças de aderência ou adesão.

AS FORÇAS DE COESÃO

As forças de coesão referem-se à atracção que as moléculas sentem por um mesmo composto entre elas. No caso da água, esta seria a força que faz com que as moléculas de H₂O se liguem entre si, e depende directamente dos átomos de hidrogénio. Na água, o hidrogénio tem a função de estabelecer as ligações entre as moléculas, através de uniões conhecidas como pontes de hidrogénio.

Um exemplo representativo desta força é, por exemplo, a água dentro de um copo. Quando um copo é enchido até acima, é possível continuar a acrescentar-lhe gotas de água, que permanecem unidas ao líquido mesmo depois de ultrapassarem a borda e não se entornam. Isso deve-se ao facto de as uniões entre as moléculas serem tão fortes que mantêm essas novas gotas unidas, embora o lógico fosse entornarem-se.

AS FORÇAS DE ADERÊNCIA

Por outro lado, as forças de aderência ou adesão são as que actuam entre moléculas de diferentes proveniências. Exemplo disso é o caso de duas placas de mica, ou vidro, com uma gota de água entre elas, pois a força de aderência entre as moléculas de vidro e de água é tanta que só podem separar-se se uma for deslizada sobre a outra até se soltarem. Outro caso é propriedade da capilaridade, que permite à água subir em sentido contrário ao da força da gravidade.

Quando as forças de aderência são superiores às de coesão, a água sente-se mais atraída pelas moléculas do outro material e separam-se umas das outras, espalhando-se sobre a outra superfície e produzindo o efeito molhado. Tudo depende disso, pois o efeito molhado tem a ver com a capacidade das moléculas de se expandirem, o que só ocorre quando a ligação entre as moléculas do objecto é maior do que as moléculas que compõem o líquido.

NEM TUDO MOLHA

Embora a água seja o exemplo mais próximo, a "molhabilidade" de diferentes líquidos é tão diversa como o próprio número de líquidos existentes. Por conseguinte, o mercúrio líquido, por exemplo, tem uma grande força de coesão entre as suas moléculas, o que lhe permite ser um líquido que não molha. Com efeito, se pudesse derramá-lo sobre a sua pele (algo que não se recomenda devido à sua toxicidade), não sentiria a pele molhada e o líquido ficaria condensado em pequenas massas, completamente isoladas do seu entorno.

No outro extremo da balança, encontra-se o hélio líquido. Trata-se de um superfluido que carece de viscosidade e tem uma força de adesão mínima, o que lhe permite espalhar-se com muita facilidade sobre as superfícies, aderindo a elas sem qualquer problema. Com efeito, diz-se coloquialmente que é o “líquido que mais molha”.