Apa creează viață și ajută la menținerea ei Știință ușoară - Bloguri
Știință ușoară
Apa și, în general, toate resursele de apă ale planetei, sunt deja esențiale astăzi, dar pot deveni singurul nostru mijloc de supraviețuire și dezvoltare durabilă pe măsură ce secolul 21 avansează.
Aparent, apa este un fluid extrem de simplu, a cărui moleculă (H2O) este compusă din doi atomi de hidrogen și unul de oxigen, elemente foarte simple la rândul lor, astfel încât structura chimică a apei pare într-adevăr foarte simplă. Pe de altă parte, apa este cea mai abundentă substanță de pe Pământ și este singura care se găsește pe planeta noastră, simultan, în cele trei stări, lichidă, solidă și gazoasă.
Aceasta este deja o proprietate rară, dar dacă mergem puțin mai adânc în „lucrurile apei”, găsim aspecte care fac din acest element un fluid esențial pentru viață, în ciuda faptului că comportamentul său diferă adesea destul de mult de ceea ce ar putea să fie considerat un fluid „normal”. De fapt, sunt cunoscute în prezent zeci de anomalii în compoziția, structura și comportamentul apei. Una dintre aceste anomalii, foarte utilă, este faptul că densitatea sa maximă are loc la o temperatură de 4 ° C, datorită căreia peștii și multe alte ființe vii pot supraviețui în râuri, mări sau lacuri înghețate, deoarece gheața plutește la suprafață, în timp ce apa lichidă rămâne la fund.
La presiunea atmosferică normală (1013 milibari sau 760 mm de mercur) punctul de topire a apei pure este 0ºC, cristalizând în sistemul hexagonal, aparând ca zăpadă sau gheață, care sunt două aspecte ale aceluiași lucru; atunci când îngheață, crește în volum, astfel încât densitatea sa ca gheață este mai mică decât cea a apei lichide, plutind astfel pe ea.
După cum am spus, apa atinge densitatea maximă la o temperatură de 4 ° C, densitatea fiind de 1 gram pe centimetru cub, iar capacitatea sa de căldură este foarte mare, cu o căldură specifică de 1 calorie/gram, datorită căreia o masă de apa poate absorbi sau degaja cantități mari de căldură, fără a experimenta cu greu schimbări de temperatură, ceea ce are o mare influență asupra climatului planetei noastre, unde masele mari de apă din oceane necesită mai mult timp pentru încălzire și răcire decât solul pământului, jucând astfel un rol important în climatul terestru.
Căldura latentă de evaporare sau condensare a apei, adică energia necesară pentru a trece de la lichid la vapori sau de la abur la lichid, este de 540 calorii pe gram (cal/g) și căldura latentă de înghețare sau topire a apei este de exemplu energia necesară pentru a trece de la lichid la solid sau de la solid la lichid este de 80 cal/g. Ambele valori se dovedesc a fi extrem de ridicate și extrem de utile atunci când vine vorba de formarea norilor, reîncărcarea lor cu energie și transportarea acelei ape și a acelei energii, dintr-o zonă a planetei în alta.
Un alt exemplu de cât de rar este comportamentul apei (fără impurități) este faptul că poate atinge temperaturi extrem de scăzute în stare lichidă și fără înghețare, putând atinge -47 ° C, în interiorul unei plante, rămânând în stare lichidă., iar în laborator, poate atinge -92 ° C, fără ca apa să înghețe vreodată; Sunt cu siguranță stări metastabile, adică stări ale sistemului care se află în echilibru aparent, dar care se vor schimba într-o stare mai stabilă, în fața oricărei mici modificări a mediului lor, dar, în timp ce acest lucru nu se întâmplă, natura ia avantajul acesteia.
Încă de la început, observându-i pur și simplu aspectul, nimeni nu ar spune că apa lichidă, gheața și vaporii de apă sunt același lucru, aceeași substanță. Într-adevăr, comparând o cascadă ca cea a unei cascade, cu un ghețar sau cu vârful înzăpezit al unui munte, s-ar putea crede că acestea sunt lucruri diferite. Și totuși este practic aceeași compoziție chimică moleculară, aceleași molecule de apă, cu hidrogenul și oxigenul lor, variind „aproape doar” aspectul lor final.