jueves, 22 de marzo de 2012

PUENTE HIDRÓGENO Y CALOR ESPECÍFICO COMO BASE DEL CICLO HIDROLÓGICO DEL AGUA

Basándose en el sistema periódico de los elementos se esperaria que las propiedades del agua cayeran en la misma categoria que las propiedades de los hidruros del grupo VIA. El H2S de (34 uma), H2Se (80 uma) y el H2Te (129 uma) siguen el mismo patrón el de expandirse conforme aumenta su masa molecular. Si el agua se ajustara a este patrón herviría a -90°C y se congelaría a - 100°C, s decir se encontraria al estado gaseoso a las condiciones normales de presión y temperatura. Sin embargo esto no ocurre así, porque gracias a las fuerzas de enlace de hidrógeno hace que se desvie y tenga un punto de ebullición de 100°C y se congele a 0°C.
El puente de hidrógeno también explica el hecho de que el hielo flote en el agua. La mayoria de las sustancias se expanden cuando se calientan o se contraen cuando se enfrian. El agua no se contrae sino que comienza a expandirse (máxima densidad 1g/cc) a 4°C, cuando el agua se congela, los enlaces de hidrógeno hacen que las moléculas de agua se arreglen en una estructura abierta semejante a una jaula, en la que las moléculas de agua están mas separadas que en el agua líquida lo que permite un aumento de volumen y el hielo sea menos denso y flote en el agua líquida (densidad del hielo 0,92 g/cc a 0°C).
A 4°C las energias cinéticas de las moléculas de agua son bastanye bajas, para que los puentes de hidrógeno se conviertan en una fuerza dominante que domine las disposición de las moléculas de líquido.
A medida que esta temperatura disminuye se produce mayor cantidad de puentes de hidrógeno en un arreglo tridimensional, aumentando su volumen con la correspondiente disminución de la densidad, hecho que permite explicar nuevamente que el hielo flote en el agua líquida.
Este comportamiento del agua tiene mucha importancia para el hombre. Si el hielo fuera mas denso que el agua líquida se hundiria al fondo de los mares, lagos y rios, el hielo se acumularia en el fondo y terminaria congelando los lagos, rios y mares. Por otro lado si los casquetes polares se hundirian, el nivel de los mares aumentaria unos 60 m, desapareciendo las ciudades cercanas a los mares.
El elevado calor especifico del agua (4,184 J/g.°C) explica que las grandes masas como los lagos y los mares, cambian de temperatura más lentamente que las rocas y el suelo que constituye la superficie terrestre, y por ello, tienden a regular la temperatura del aire, absorbiendo grandes cantidades de calor durante el verano y cediéndolas al enfriarse durante los meses de invierno, lo mismo sucede durante el día y la noche; de modo que la temperatura universal promedio no tiene grandes variaciones.
En otras palabras el agua sirve para moderar los efectos que tienen los océanos con el cambio de estaciones, se calientan y se enfrian lentamente y en consecuencia el movimiento del aire sobre los océanos nunca permite calentarse o enfriarse demasidado.
Conocemos que el 0,65% de la hidrósfera es la fracción con que se cuenta para el uso doméstico, público, industrial y agrícola, etc y esta porción pequeña sería consumida muy rápidamente por la superpoblación actual si no fuera por el conocido ciclo hidrológico que mantiene un abastecimiento continuo haciendo del agua, un recurso renovable.
La capacidad calorífica del agua es la responsable de este abastecimiento continuo de agua superficial y subterránea.
Los mares del mundo están expuestos a grandes cantidades de radiación solar y aproximadamente la mitad de dicha radiación aborbida produce evaporación de sus aguas. La radiación solar es la fuente de energía para el ciclo del agua y también las fluctuaciones climatológicas y las turbulencias que se asocian con dicho ciclo.
El vapor de agua formado por la evaporación de los mares, lagos, rios, el agua del suelo o por la transpiración de agua de las plantas vivas a través de la superficie foliar, por los poros denominados estomas, efecto conjunto llamado evapotranspiración, produce fluctuaciones climatológicas por el incremento o reducción de la concnetración de vapor atmosférico. Parte del vapor de agua se condensa para formar nubes de gotitas de agua o cristales de hielo.
Gracias al maravilloso efecto de la evapotranspiración, que genera el ciclo del agua, el majestuoso rio amazonas, el más grande del mundo con sus 5 Km de ancho y 30 m de profundidad discurre eternamente hacia el Atlántico con una velocidad de 4 Km/h, pues la evaporación de las aguas oceánicas y la transpiración de su gigantesca alfombra verde son los responsables de este fenómeno maravilloso de la naturaleza.

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