A água é uma substância
química composta de hidrogênio e oxigênio, sendo essencial para todas as formas
conhecidas de vida.
É frequente associar a água
apenas à sua forma ou estado líquido, mas a substância também possui um estado
sólido, o gelo, e um estado gasoso, designado vapor de água. A água cobre 71%
da superfície da Terra. Na Terra, ela é encontrada principalmente nos oceanos.
1,6% encontra-se em aquíferos e 0,001% na atmosfera como vapor, nuvens
(formadas de partículas de água sólida e líquida suspensas no ar) e
precipitação.Os oceanos detêm 97% da água superficial, geleiras e calotas
polares detêm 2,4%, e outros, como rios, lagos e lagoas detêm 0,6% da água do
planeta. Uma pequena quantidade da água da Terra está contida dentro de
organismos biológicos e de produtos manufaturados.
A água na Terra se move
continuamente segundo um ciclo de evaporação e transpiração
(evapotranspiração), precipitação e escoamento superficial, geralmente
atingindo o mar. A evaporação e a transpiração contribuem para a precipitação
sobre a terra.
A água é essencial para os
humanos e para as outras formas de vida. Ela age como reguladora de
temperatura, diluidora de sólidos e transportadora de nutrientes e resíduos por
entre os vários órgãos. Bebemos água para ajudar na diluição e funcionamento
normal dos órgãos para em seguida ser eliminada pela urina e por evaporação nos
poros, mantendo a temperatura corporal e eliminando resíduos solúveis, como
sais e impurezas. As lágrimas são outro exemplo de eliminação de água.
Na indústria ela desempenha
o mesmo papel de diluidora, transportadora e resfriadora nos vários processos
de manufatura e transformações de insumos básicos em bens comerciais.
O acesso à água potável tem
melhorado continuamente e substancialmente nas últimas décadas em quase toda
parte do mundo. Existe uma correlação clara entre o acesso à água potável e o
PIB per capita de uma região. No entanto, alguns pesquisadores estimaram que em
2025 mais de metade da população mundial sofrerá com a falta de água potável. A
água desempenha um papel importante na economia mundial, ja que ela funciona
como um solvente para uma grande variedade de substâncias químicas, além de
facilitar a refrigeração industrial e o transporte. Cerca de 70% da água doce
do mundo é consumida pela agricultura
O impacto de uma gota de água provoca uma repercussão
"para cima" circular rodeado por ondas capilares.
Flocos de neve por Wilson Bentley, 1902.
Uma característica incomum
da água é a sua dilatação anômala. Ela se contrai com a queda de temperatura,
mas a partir de 4°C recomeça a se expandir, voltando a se contrair após sua
solidificação. Isso explica porque a água congela primeiro na superfície, pois
a água que atinge a temperatura de 0 °C se torna menos densa que a água a 4 °C,
consequentemente ficando na superfície. Esse fenômeno também é importante para
a manutenção da vida nas águas frias, pois faz com que a água a 4 °C fique no
fundo e mantenha mais aquecidas as criaturas que ali vivem.
Cerca de dois terços da
superfície da Terra está coberta por água. Os cinco oceanos contêm 97,2% da
água do planeta. O aglomerado de gelo do Antártico (região mais a sul do globo)
contém cerca de 90% de toda a água potável existente no planeta. A água em
forma de vapor pode ser vista nas nuvens, contribuindo para o albedo da Terra.
A água possui muitas
propriedades incomuns que são críticas para a vida, nomeadamene é um excelente
solvente e possui alta tensão superficial (0,07198 N m-1 a 25 °C). A água pura
tem sua maior densidade a 3,984°C (999,972 kg/m³) e tem valores de densidade
menor ao arrefecer que ao aquecer. Por ser uma substância estável na atmosfera,
desempenha um papel importante como absorvente da radiação infravermelha,
crucial na atenuação do efeito estufa da atmosfera. A água também possui um
calor específico peculiarmente alto (75,327 J mol-1 K-1 a 25 °C), que
desempenha um importante papel na regulação do clima global.
A água dissolve vários tipos
de substâncias polares e iônicas, como sais e açúcares, facilitando as
interações químicas entre as diferentes substâncias fora e dentro dos
organismos vivos, principalmente nos de metabolismo complexo.
Apesar disso, algumas
substâncias não se misturam bem com a água, entre elas os óleos, podendo ser
classificadas como insolúveis e, em alguns casos, hidrofóbicas. As membranas
celulares, compostas por lipídios e proteínas, levam vantagem das propriedades
hidrofóbicas para controlar as interações entre os seus conteúdos e o meio
externo.
Fases
Água em três estados: líquido (mar), sólido (gelo) e
vapor (invisível no ar). As nuvens são a acumulação das gotículas condensadas
do vapor.
A água pode ser encontrada
na natureza sob a forma sólida, líquida e gasosa (vapor de água). Este último,
pode ser encontrado na atmosfera, proveniente da evaporação de mares, rios e
lagos.
A água pode mudar de estado
físico como, por exemplo, ir do estado sólido para o líquido. Um exemplo disso
é quando deixamos o gelo (estado sólido da água) fora da geladeira e ele
derrete passando a líquido.
A mudança de estado sólido
para líquido recebe o nome de fusão, enquanto que a do estado líquido para o
sólido de solidificação. Do estado líquido para a forma vapor, temos o fenômeno
de vaporização e, da forma de vapor para a líquida, de condensação ou
liquefação.
A evaporação da água no seu
ciclo natural ocorre à temperatura ambiente e é lenta. O ponto de ebulição da
água está relacionado à pressão atmosférica.
Distribuição de água na natureza
Grande parte da água do
universo pode ser um subproduto de formação estelar. O nascimento das estrelas
é acompanhado por um forte vento de gás e poeira. Quando esse fluxo de material
impacta o gás circundante, as ondas de choque que são criadas comprimem e aquecem
o gás, produzindo água.
A água tem sido detectada em
nebulosas na nossa galáxia, a Via Láctea. Provavelmente existe água em
abundância em outras galáxias porque os seus elementos, hidrogênio e oxigênio,
estão entre os mais abundantes no universo. Por vezes, nuvens interestelares
condensam em nébulas solares e sistema solares como o nosso.
Distribuição na Terra
A água cobre 71% da superfície da Terra, os oceanos
contêm 97,2% da água da Terra. A camada de gelo da Antártida, que contém 90% de
toda água doce da Terra, é visível na parte inferior. A água condensada na
atmosfera pode ser observada como nuvens, contribuindo para o albedo da Terra.
A hidrologia é o estudo do
movimento, distribuição e qualidade da água em toda a Terra. O estudo da
distribuição de água é a hidrografia. O estudo da distribuição e circulação de
águas subterrâneas é hidrogeologia, das geleiras é glaciologia, das águas
interiores é limnologia e da distribuição dos oceanos é a oceanografia. A eco
hidrologia é o estudo dos processos ecológicos relacionados com hidrologia.
O coletivo de massa de água
encontrado sobre e abaixo da superfície de um planeta é chamado de hidrosfera.
O volume aproximado de água na Terra é de 1 360 000 000 km³.
A água subterrânea e doce
são úteis ou potencialmente úteis para os seres humanos como recursos hídricos.
A água líquida é encontrada
em corpos de água, como oceanos, mares, lagos, rios, riachos, canais, lagoas ou
poças. A maioria da água na Terra é do mar. A água também está presente na
atmosfera no estado sólido, líquido e gasoso. Também existem águas subterrâneas
nos aquíferos.
A água é importante em
muitos processos geológicos. As águas subterrâneas são onipresentes nas rochas
e a pressão da água subterrânea afeta os padrões de falhas geológicas. A água
no manto é responsável pela fusão que produz vulcões em zonas de subducção. Na
superfície da Terra, a água é importante em ambos os processos químicos e
físicos de meteorização. A água, tanto no estado líquido, como, em menor
escala, no estado sólido (gelo), é também responsável pelo transporte de uma
grande quantidade de sedimentos que ocorre na superfície da terra. A deposição
de sedimentos transportados forma muitos tipos de rochas sedimentares, que
compõem o registro geológico da história da Terra.
Ciclo hidrológico
Esquema do Ciclo Hidrológico (ou ciclo da água).
O ciclo da água, conhecido
cientificamente como o ciclo hidrológico, refere-se à troca contínua de água na
hidrosfera, entre a atmosfera, a água do solo, águas superficiais, subterrâneas
e das plantas. A água se move perpetuamente através de cada uma destas regiões
no ciclo da água constituindo os seguintes processos de transferência:
Evaporação dos oceanos e
outros corpos de água no ar e transpiração das plantas terrestres e animais
para o ar.
Precipitação, pela
condensação do vapor de água do ar, que cai na terra ou no mar.
Escoamento da terra
geralmente atinge o mar.
A maior parte do vapor de
água sobre os oceanos retorna aos oceanos, mas os ventos transportam o vapor de
água para a terra com a mesma taxa de escoamento para o mar, a cerca de 36 t
por ano.[necessário esclarecer] Sobre a terra, a evaporação e transpiração
contribuem com outros 71 t de água por ano. A chuva, com uma taxa de 107 t por
ano sobre a terra, tem várias formas: mais comumente chuva, neve e granizo, com
alguma contribuição em nevoeiros e orvalho. A água condensada no ar também pode
refratar a luz solar para produzir um arco-íris.
O escoamento das águas,
muitas vezes recolhe mais de bacias hidrográficas que correm para os rios. Um
modelo matemático utilizado para simular o fluxo de um rio ou córrego e
calcular os parâmetros de qualidade da água é o modelo de transporte
hidrológico. Parte da água é desviada para irrigação. Rios e mares são
importantes para viagens e para o comércio. Através da erosão, o escoamento
molda o ambiente criando vales e deltas fluviais que fornecem um solo rico para
o estabelecimento de centros de população. Uma inundação ocorre quando uma área
de terra, geralmente de baixa altitude, é coberta com água; acontece quando um
rio transborda das suas margens ou o mar invade a costa. A seca é um período de
meses ou anos durante o qual uma região registra uma deficiência no seu
abastecimento de água. Isto ocorre quando precipitação de uma região recebe
níveis sistematicamente abaixo da média.
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