Por que uma garrafa de vidro com bebida estoura no congelador?

Pegue um objeto qualquer e perceba que ele possui massa e volume. A massa só depende, basicamente, do tipo matéria constituinte e da sua quantidade. Já no volume também haverá interferência das interações e dos movimentos das moléculas. E são esses fatores que considerados quando falamos em estado físico e em temperatura. No que se refere ao estado físico, o volume aumenta conforme o estado muda na direção dos gases, onde as moléculas estão mais afastadas. Já quanto à temperatura, devemos ter em mente que mede o grau de agitação das moléculas. Então, quanto maior for ela, mais afastadas estarão as moléculas e assim maior será o volume. De um modo geral, portanto, o acréscimo de calor a um corpo ocasionará aumento no seu volume, o que chamaremos de dilatação térmica.

Acontece que a água tem uma “anomalia” na sua dilatação. Se você botar água da torneira para ferver, não irá percebê-la, pois a água quente realmente terá maior volume. Mas algo interessante acontece em temperaturas mais baixas. É que durante a solidificação, a água passa por um processo de cristalização, o qual cria um espaço maior entre as moléculas, provocando um aumento de volume. Os efeitos disso já são percebidos na água líquida: se resfriarmos um pouco desta até 4°C, ocorrerá redução no volume. A partir daí o efeito da cristalização provocará uma dilatação até um brusco aumento do volume quando se formar o gelo, a 0°C. No caso da garrafa, o resfriamento no congelador causará uma contração no vidro e uma dilatação na bebida (composta principalmente por água) que se congela podendo chegar a um ponto em que o conteúdo não caberá mais na garrafa, a qual se quebrará.

Convém destacar que esta peculiaridade da água faz com que a densidade do gelo seja menor do que a da água líquida, devido à brusca dilatação durante a cristalização. Dessa forma, o gelo flutua na água, como, por exemplo, ocorre em alguns lagos, onde o gelo se forma a partir da superfície, o que possibilita a vida aquática durante o inverno.