UMA ADOLESCENTE REBELDE - A ÁGUA

CAPILARIDADE

Uma das substâncias mais corriqueiras e abundantes, a água, e, indubitavelmente primordial para a existência da vida.  Costumamos considerá-la um elemento simples e desprovido de características heterodoxas. Claro como a água é uma expressão corrente e paradigmática para servir de parâmetro quando pretendemos nos referir a algo que não deva nos surpreender com idiossincrasias, nada menos coerente com suas características. Na realidade, pode ser comparada com uma adolescente rebelde que se compraz em agir fora dos cânones da Mãe Natureza e não o faz sem motivos que, em vez de merecer rerimendas, possibilitam a própria existência da vida em nosso planeta. Pretendemos arrolar alguns desvios de padrão essenciais e o faremos de maneira aleatória. Iniciaremos desmitificando um provérbio assaz arraigado:

        “Fogo morro acima,e água morro abaixo, ninguém segura”.

A ÁGUA, QUANDO SE FAZ NECESSÁRIO, DESAFIA A LEI DA GRAVIDADE E SOBE.

 

 

A capilaridade propicia esta possibilidade e é fácil de comprovar. Dobre um guardanapo de papel e mergulhe-o num líquido, aos poucos a umidade subirá a olhos vistos.

É este princípio que permite à seiva absorvida pelas raízes subir até a ultima folha dos vegetais.

Animais possuem artérias e veias com calibres de diversos diâmetros e o sangue é impulsionado pela pressão originada nos batimentos cardíacos, as plantas não dispõem deste órgão. Em parte pela pressão nas raízes e sucção das folhas ao evaporarem água, porém, primordialmente por capilaridade. Líquidos que molham as paredes dos capilares tendem a ascender e o fazem até a última folha da sequoia General Sherman.

Não detalhamos os sistemas xilema e floema que os compõem, seria pertinente a um tratado sobre botânica. Em passant, xilemas são capilares do centro lenhoso e floemas sob a casca.

 

COEFICIENTE DE DILATAÇÃO TÉRMICA

 

 

A maioria dos líquidos se dilata com o aumento de temperatura e contrai com a diminuição, de maneira uniforme, que pode ser medida e calculada pelo coeficiente de dilatação térmica. A água se comporta de maneira anômala entre 0°C e 4°C, neste intervalo ela se CONTRAI com a elevação da temperatura, aumentando consequentemente a densidade, alcançando o máximo em 4°C. A partir deste ponto inicia um processo de DILATAÇÃO.

A maioria das substâncias tem maior densidade quando em estado sólido e, consequentemente, SUBMERGEM. A água, ao atingir 0°C, ponto de congelamento, se dilata e, consequentemente,

O gelo FLUTUA.

 

Esta anomalia tem como corolário dois importantes aspectos na distribuição e apresentação do potencial hídrico do planeta:

1.     Sendo MENOS DENSO  que a água, o gelo, ao se formar NÃO IMERGE, se o fizesse, uma nova camada se formaria e imergiria, e outra... outra..., outra, até congelar por inteiro o volume da água, fosse lago, rio ou mar, impossibilitando a vida aquática e formaria geleiras eternas. Sendo subsidiariamente isolante térmica, a camada superficial de gelo isola a água subjacente do frio atmosférico.

 

 

2.     Tendo sua densidade máxima em 4°C, ao chegar a esta temperatura se desloca para o fundo dos mares e oceanos onde permanece, mantendo temperatura constante em vastas regiões, não se misturando com as água superficiais pois não sendo boa condutora térmica (o calor não se difunde por condução, apenas por convecção).O habitat se torna favorável para a proliferação da vida dos seres aquáticos que não sofrem variações térmicas.

 

Superfusão

 

A superfusão é um fenômeno que se constitui quando uma substância está em estado líquido e em temperatura abaixo da própria temperatura de solidificação. Com base no diagrama podemos observar que o trecho AE representa o resfriamento do líquido, mesmo com o trecho estando em superfusão.

Ao ocorrer esta variação o sistema sofre solidificação de uma parte  do total da massa. Ao solidificar libera o calor que fica armazenado no próprio sistema, provocando um grande aquecimento e o retorno à temperatura de solidificação.

 

Embora a maioria das pessoa não alie o fenômeno fisico-químico da superfusão a este nome, poucos o desconhecem. Quando introduzimos uma garrafa no congelador para um rápido resfriamento e ultrapassamos o tempo conveniente, três coisas podem acontecer:

1.     O líquido congela a dilatação e provoca o estouro da garrafa;

2.     se removida a tempo, ao ser aberta , congela instantaneamente, podendo ou não ocorrer o
        rompimento do vasilhame;

3.     se  a uma temperatura inferior a 0°C, for manuseada com delicadeza e sem pancadas, mesmo que mínimas, o líquido pode ser despejado no copo, onde congelará de imediato. O fenômeno da superfusão só ocorre após uma perturbação ou acréscimo de qualquer corpo estranho no líquido.

 

 

Água acima de 100°c

 

A temperatura de ebulição da água destilada, ao nível do mar, é de 100°C em condições normais, pode variar se houver a intercorrência de fatores ambientais ou provocados. No cume do Everest, onde a pressão atmosférica é menor, ferve em temperatura inferior, dentro duma panela de pressão, ao contrário, exige maior temperatura o que permite a cocção mais rápida dos alimentos.

Advirto para o perigo de aquecermos água ou outro líquido dentro um forno de micro-ondas, pode se elevar a mais de 100°C sem entrar em ebulição e, ao ser retirado do aparelho evaporar instantaneamente e, literalmente, explodir atingindo quem esteja manipulando.

Explicação:

Quando aquecida numa vasilha o calor vem do exterior e, por convecção, aquece a água de baixo para cima, do exterior para o interior. Inicia formando pequenas bolhas de vapor que vão, paulatinamente se avolumando até homogeneizar  a temperatura de toda a massa líquida. Num forno de micro-ondas todo o conjunto é aquecido enquanto permanece em repouso até que seja deslocado. Neste momento ocorre o fenômeno, oposto ao da superfusão. Como os modernos aparelhos possuem prato giratório que provoca instabilidade o perigo minimiza, de qualquer maneira, deve-se ter extremo cuidado ao utilizar este eletrodoméstico.

 

Regelo

 

Se comprimirmos gelo com pressão suficiente, neste ponto ele se liquefaz mesmo abaixo de 0°C, cessada a pressão solidifica nova e espontaneamente.

Tymball realizou uma experiência fácil de repetir e que comprova plenamente o fenômeno:

Apoia-se uma barra de gelo nas extremidades e com um arame e duas garrafas pet cheias d’água exercemos pressão no centro. O gelo pressionado pelo arame liquefaz, o arame penetra na barra e a água volta a solidificar. Se o arame continuar avançando até o fim da barra, cairá mas o gelo já terá se regenerado, apenas um traço demarcará o trajeto percorrido pelo arame. Se interrompermos a pressão, o arame restará preso ao gelo.

 

Pressão osmótica

Há muitas modalidades de pressão, naturais ou provocadas. Atmosférica, submarina, pneumática, arterial...

Vamos nos ater à OSMÓTICA que tem uma importância exponencial no equilíbrio hidrostático dos seres vivos. Os vasos comunicantes nos dão uma deturpada ideia que apenas possa haver equilíbrio quando os níveis do líquido estejam em altura equivalente, há contudo o fenômeno regido pela pressão osmótica que permite uma estabilização desnivelada.

No primeiro caso os recipientes são interligados por dutos livres de quaisquer interferências. Se interpusermos uma membrana semipermeável, líquidos com solutos de concentração diversa homogeneizarão no sentido de equalizar a concentração e não a altura da coluna. O equilíbrio será obtido com a migração do solvente no sentido do menos para o mais concentrado. A membrana permitirá a passagem do solvente (água ou outro líquido) e barrará o soluto (açúcar, sal...). As imagens a seguir permitirão a compreensão do fenômeno melhor que quaisquer palavras.