Proprietatile apei

Proprietatile apei

Structura moleculara, determinata de existenta puntilor de hidrogen si de caracterul dipolar, explica proprietatile specifice ale apei. Prezenta anomaliilor deosebesc apa de celelalte lichide.

1. Proprietatile fizice ale apei

Proprietatile fizice ale apei, care prezinta insemnatate deosebita pentru functionali­tatea si reglarea unor procese din sistemele vii, sunt:

a) Densitatea Apa, spre deosebire de alte lichide, prin solidificare isi mareste volumul, determinand micsorarea densitatii. Densitatea variaza neliniar cu temperatura.

Anomalia dilatarii apei consta in faptul ca in domeniul 0⁰C si 4⁰C volumul se mareste prin racire,deci densitatea scade. Astfel, la 0⁰C densitatea are valoarea de 999,87 kg/m³, iar la 4⁰C are valoarea maxima de 10³ kg/m³. Dupa cum s-a aratat mai sus, aceasta crestere a densitatii se datoreaza patrunderii monomerilor liberi in spatiile intermoleculare ale retelei hexagonale. Comportament al apei in functie de temperatura explica existenta vietii acvatice in anotimpul rece, straturile de apa de sub crusta de gheata formata la suprafata au temperaturi mai ridicate decat cea de inghet.

b) Caldura specifica - reprezinta cantitatea de caldura necesara unitatii de masa pentru a-si ridica temperatura cu un grad. Caldura specifica a pei are valoarea de 4180 J/kg·K si este mai mare decat a altor lichide si a majoritatii solidelor. Ea variaza cu temperatura, avand un minim la 35⁰C.

Valoarea mare a caldurii specifice permite apei sa anihileze variatiile mari de temperatura. Astfel, cantitatea mare de apa din tesuturi va impiedica supraincalzirea sau racirea acestora inainte ca sistemele de termoreglaj sa intre in functiune.

Sangele, avand in compozitie apa, transporta cantitati importante de caldura din locul de producere in tot organismul, uniformizand temperatura acestuia. La suprafata corpului sangele elimina prin iradiere surplusul de caldura.

c) Caldura latenta de vaporizare - reprezinta cantitatea de caldura necesara unitatii de masa ca sa treaca din stare lichida in stare de vapori. Pentru apa aceasta constanta este de 2,3 ·10⁶ J/kg, valoare foarte mare in raport cu alte lichide. Aceasta permite ca la temperaturi ridicate, surplusul de caldura din organismele vii sa fie eliminat prin evaporare pulmonara (0,73 ·10⁶ J/zi) sau prin evaporare cutanata (1,73 ·10⁶ J/zi).

d) Conductivitatea termica- este fluxul termic ce se propaga prin unitatea de suprafata intre doua puncte aflate la distanta de 1 cm si cand intre ele exista o diferenta de temperatura de un grad.

La 20⁰C conductivitatea termica a apei are valoarea de 0,59 J/s cm K, mai mare decat majoritatii lichidelor. Aceasta valoare ridicata permite mentinerea constanta a temperaturii corpului (homeostazia termica), atunci cand caldura nu poate fi evacuata prin circulatia fluidelor biologice.

e) Temperaturi nete la transformari de faza: topire la 0⁰C si fiebere la 100⁰C, valori ridicate comparativ cu cele ale compusilor similari cu doi atomi de hidrogen, de exemplu H₂S.

f)    Coeficientul de tensiune superficiala are valoarea de 0,0725 N/m la interfata apa-aer. Aceasta valoare mare este o consecinta a exitentei puntilor de hidrogen. Moleculele de la interfata apa-substanta nepolara nu pot realiza numarul complet de legaturi de hidrogen, astfel incat energia lor potentiala va fi mai mare decat a moleculelor din straturile interne.

g) Coeficientul de vascozitate dinamica are valoarea de 1,0050 ·10^-3 N s/m² la 20⁰C. Variaza anormal cu presiunea, intai scade si apoi creste liniar cu cresterea presiunii.

h) Constanta dielectrica relativa este aproximativ 80, valoare mare care arata capacitatea apei de a ioniza substantele ce sunt dizolvate in ea.

i) Proprietati optice. Apa este transparenta, lasand sa treaca lumina vizibila, ceea ce permite dezvoltarea vietii in mediul apos. Apa absoarbe total radiatiile infrarosii si partial pe cele ultraviolete.