Biosfera

Quines conseqüències té l’alta cohesivitat de les molècules d’aigua? Veiem alguns exemples:

1.- Imagina que mulles lleugerament la base d’un full de paper en aigua. Què succeeix?

La taca d’aigua es va expandint i ascendeix per la superfície del paper.

2.- Omple una pipeta amb uns 2 ml d’aigua. Quina forma té la superfície on contacten l’aigua, l’aire i el vidre de la pipeta?

La superfície de l’aigua agafa una forma de menisc, això és degut a que les forces d’adhesió entre les partícules d’aigua i el vidre de la pipeta són més grans que les forces de cohesió entre les molècules d’aigua.

Com podem observar en la imatge, l’aigua, en pujar pels diferents tubs, forma un menisc (com més prim és el tub més pronunciat és el menisc). En canvi, el mercuri, en pujar per un tub fa un menisc convex ja que les forces de cohesió entre les seves partícules són més grans que les forces d’adhesió entre els àtoms de mercuri i el vidre del tub.

3.- Com s’anomena la propietat de l’aigua responsable de les observacions realitzades als punts 1 i 2?

La propietat principal és la tensió superficial encara que en la qüestió 1 podem dir que la propietat que permet a l’aigua infiltrar-se pels porus del paper és la capil·laritat (aquesta depèn de la tensió superficial del líquid).

·       Podem definir la tensió superficial com la resistència que ofereix la superfície d’un líquid a ser trencada.

·       Podem definir capil·laritat com la capacitat que té un líquid per ascendir de forma espontània en un espai estret, com un tub prim, o en materials porosos com el paper. En aquesta propietat dels líquids es basa un mètode molt útil per separar mescles homogènies, la cromatografia.

4.- Si tens aigua en un got, podries comprimir-la?

No, ja que en general, els líquids són molt poc compressibles. Això és degut a que les molècules d’aigua, tant en estat líquid (gracies als ponts d’hidrogen que s’estableixen entre les molècules) com en estat sòlid, estan molt juntes i per poder comprimir-la mínimament es necessitarien unes pressions molt elevades.

5.- Si tallem una flor de camp i no la posem en aigua que succeeix i per què?

Poc a poc es marceix ja que va consumint l’aigua de les seves cèl·lules i aquestes van perdent el seu volum, això fa que la flor es vagi arrugant i vagi perdent estabilitat.

Es pot dir que disminueix o augmenta la seva turgència?

La turgència determina l’estat de rigidesa d’una cèl·lula. És un fenomen pel qual les cèl·lules en absorbir aigua, s’inflen, exercint pressió contra la membrana cel·lular. D’aquesta turgència depèn, que les plantes estiguin marcides o erectes, per tant, si la flor es marceix vol dir que la seva turgència disminueix.

Per quina raó la turgència és important pels vegetals?

La turgència és molt important ja que fa que els vegetals tinguin una estructura rígida. Per exemple, si l’aigua no exercís la pressió suficient a la paret cel·lular de les cèl·lules de la gespa, aquesta no es mantindria rígida, i per tant, seria més difícil per a ella fer la fotosíntesis ja que la superfície d’incidència dels raigs del sol a les seves fulles seria més petita.

6.- Podries fer surar una agulla sobre l’aigua?

El nostre grup ho va poder aconseguir, encara que va costar una mica.

Per tant, presenta molta o poca resistència a ser trencada la superfície de l’aigua? Com s’anomena la propietat que fa referencia a aquest fenomen?

La superfície de l’aigua presenta molta resistència a ser trencada, a causa de la seva elevada tensió superficial.

7.- L’aigua té un elevat calor de vaporització, perquè? Defineix què és el calor de vaporització.

Si, ja que la separació entre les temperatures de fusió i d’ebullició és molt gran.

La calor de vaporització és la quantitat d’energia necessària perquè un mol d’una substància que es trobi en la seva temperatura de fusió i a la pressió d’una atmosfera passi completament a l’estat gasós.

8.- Compara l’aigua amb altres líquids. Triga molt o poc en escalfar-se? I en refredar-se?

Comparat amb l’alcohol, l’aigua triga més en escalfar-se i també triga més en refredar-se.

Per tant el seu calor específic és alt o baix?

El calor específic de l’aigua és la quantitat d’energia que cal per augmentar la temperatura d’un gram d’aigua 1 grau centígrad (en el cas de l’aigua és 1 cal ó 4’181 J ). Per tant, podem dir que en comparació amb altres substàncies, l’aigua té un calor específic elevat.

Com pot afectar aquest fet a la climatologia i a la vida dels organismes?

·       A la climatologia: Com que l’aigua triga tant en escalfar-se i en refredar-se, això fa que el mar actuï com a termoregulador dels climes costaners refredant i escalfant l’aire de la següent manera:

Durant tot l’estiu l’aigua del mar s’escalfa ja que les temperatures són elevades i fins que no comença la tardor, el mar, no arriba a la seva temperatura màxima anual. Aquesta temperatura es manté durant tot l’hivern suavitzant les temperatures costaneres. Quan arriba la primavera, l’aigua ja està més freda i durant tot l’estiu es va mantenint regulant les temperatures.

·       A la vida dels organismes: Totes les cèl·lules estan formades per un elevat percentatge d’aigua, si aquestes cèl·lules estiguessin formades per alcohol (calor específic = 2,400 kJ·kg?¹·K?¹), la temperatura al seu interior canviaria molt sobtadament i podria afectar a les funcions vitals de la cèl·lula i fins i tot podria fer malbé les diferents biomolècules orgàniques necessàries per a la seva vida.

Té alguna relació el valor del seu calor específic amb la termoregulació?

Si, per als éssers vius, que l’aigua tingui un calor específic elevat és molt important, per exemple, els animals de sang freda (poiquiloterms) no tenen processos homeostàtics per regular la temperatura i si l’aigua tingués un calor específic més baix, la seva temperatura corporal canviaria molt sobtadament.

9.- Com és major la densitat de l’aigua, en estat sòlid o en estat líquid?

En estat líquid, fins als 25 ºC, la densitat de l’aigua és més gran que no pas en estat sòlid, per això el gel sura en aigua líquida. Aquesta propietat de l’aigua permet que el gel formi una capa termoaïllant que permet la vida en rius, mars i llacs. A 4ºC és la tempera on l’aigua té la seva densitat més elevada.

10.- Quin és el punt de fusió de l’aigua? Quin és el punt d’ebullició de l’aigua? Consideres per tant que el ventall de temperatures en que l’aigua està en estat líquid és prou ampli? Quines avantatges suposa això pels organismes?

·       Punt de fusió: 0ºC

·       Punt d’ebullició: 100ºC

És un ventall prou ampli que permet als organismes disminuir el risc de congelació de les seves cèl·lules i els protegeix d’una possible pèrdua molt gran d’aigua per evaporació en el cas que les temperatures pugessin massa. D’altra banda, sense aigua líquida no hi ha vida, llavors el fet que hi hagi un major ventall de temperatures en que l’aigua pot ser líquida facilita l’aparició de vida i també la capacitat d’adaptació d’aquesta és major. 

AQUEST INFORME HA ESTAT ELABORAT PER ALUMNES DEL SEGON DE BATXILLERAT CIENTÍFIC DEL  IES RAMON COLL I RODES DE LLORET DE MAR. ELS AUTORS SÓN:

CRISTINA RICO, SEGIO FERNÁNDEZ, ANNA CLUA, SELENA ARTERO.