Tema 6, 1ª parte
Anuncio
TEMA 6.- LA HIDROSFERA -EL AGUA :UNA SUSTANCIA ASOMBROSA. PROPIEDADES DEL AGUA -EL AGUA EN LA TIERRA: EL CICLO DEL AGUA -LA IMPORTANCIA DEL AGUA EN LA TIERRA - EL SER HUMANO UTILIZA EL AGUA: USOS DEL AGUA. -LA GESTIÓN SOSTENIBLE DEL AGUA. -Mª CARMEN MAGALLÓN LAHOZ LA MOLÉCULA DE AGUA • El agua es una sustancia compuesta. Cada una de sus moléculas está formada por la unión de dos átomos de hidrógeno con uno de oxígeno; de ahí que su fórmula venga representada por H2O. • Para que este proceso de síntesis (formación de una sustancia compuesta por elementos químicos) tenga lugar, es preciso iniciarlo con un aporte de energía; por ejemplo calor. Es, entonces, cuando tienen lugar esta reacción: 2 H2 + O2 2 H2O El agua se puede descomponer en los elementos químicos hidrógeno y oxígeno, que la forman. Esto se consigue mediante la acción de una corriente eléctrica, y el fenómeno que tienen lugar se denomina electrólisis. PROPIEDADES DEL AGUA • A) El agua pura es un líquido incoloro, inodoro y prácticamente insípida (no tiene color, ni • • • • • • olor, ni sabor). Ejemplo: agua destilada. B) A presión atmosférica normal (1 atm.), solidifica (o funde, proceso inverso) a 0ºC y hierve (ebullición) a 100ºC convirtiéndose en vapor. Por tanto, el agua se presenta en los tres estados: sólido (hielo), líquido y gaseoso (vapor de agua). La evaporación lenta de la superficie del líquido se produce a cualquier temperatura (vaporización); y si se alcanzan los 100ºC en toda la masa se produce la ebullición, que es una vaporización tumultuosa. Los valores indicados para la fusión y ebullición, cambian con la presión: si ésta se incrementa, la temperatura de fusión disminuye, mientras que la de ebullición aumenta, y viceversa. C) Tiene gran capacidad calorífica, ya que el agua absorbe o libera enormes cantidades de calor sin que haya grandes variaciones de temperatura; tarda mucho en calentarse y en enfriarse, por lo que desempeña un papel importante en el clima y en la temperatura de los seres vivos. D) Tiene baja conductividad térmica y eléctrica, conduce mal el calor y la electricidad. E) No arde ni deja arder, es, pues, incombustible e incomburente. F) Tiene gran poder disolvente, está considerada el disolvente universal. Según la menor o mayor cantidad de sales que lleve disueltas se habla de aguas dulces, salobres y saladas. G) A la temperatura de 4ºC tiene la máxima densidad, que es de 1Kg/dm3. Dicho de otra manera: 1dm3 (o un litro) de agua tiene una masa de 1 kilogramo. A menor temperatura la densidad es menor (tiene un coeficiente de dilatación negativo); y por ello, el hielo y el agua fría se sitúan por encima de la más caliente. De esta forma el agua más fría no alcanza los fondos marinos, permitiendo la vida en las aguas de las zonas frías de la Tierra. RESUMEN PROPIEDADES OBSERVACIONES Color Olor Sabor Punto de fusión Punto de ebullición Densidad máxima Poder de disolución Poder de combustión Capacidad calorífica incolora inodora insípida 0ºC 100ºC A 4ºC, 1kg./dm3 o 1g./cm3 alto incombustible e incomburente alto • PROPIEDADES: • 1. FÍSICAS • El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, es decir aumenta de volumen, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello el hielo flota en el agua líquida. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC,que es de 1g/cc. Su capacidad calorífica es superior a la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima (las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre). Sus calores latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g, respectivamente) son también excepcionalmente elevados. • 2. QUÍMICAS • El agua es el compuesto químico más familiar para nosotros, el más abundante y el de mayor significación para nuestra vida. Su excepcional importancia, desde el punto de vista químico, reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto es en disolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal, puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella. No posee propiedades ácidas ni básicas, combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas. Características de la molécula de agua: La molécula de agua libre y aislada, formada por un átomo de Oxigeno unido a otros dos átomos de Hidrogeno es triangular. El ángulo de los dos enlaces (H-O-H) es de 104,5º y la distancia de enlace O-H es de 0,96 A. Puede considerarse que el enlace en la molécula es covalente, con una cierta participación del enlace iónico debido a la diferencia de electronegatividad entre los átomos que la forman. La atracción entre las moléculas de agua tiene la fuerza suficiente para producir un agrupamiento de moléculas. La fuerza de atracción entre el hidrógeno de una molécula con el oxígeno de otra es de tal magnitud que se puede incluir en los denominados enlaces de PUENTE DE HIDRÓGENO. Estos enlaces son los que dan lugar al aumento de volumen del agua sólida y a las estructuras hexagonales de que se habló más arriba. El AGUA EN LA TIERRA • El agua en la Tierra • El agua es el elemento predominante • • • • en nuestro planeta. El volumen de agua total de la Tierra es, aproximadamente, 1.400 millones de kilómetros cúbicos. Los 97 100 de toda el agua de la Tierra es agua salada, y el resto, dulce. Los 5 7 del agua dulce los forman el hielo y la nieve de los Polos y los glaciares. El resto está compuesto por las aguas subterráneas, de los lagos y ríos y de la atmósfera. Volumen en km³ Porcentaje Situación del agua Agua dulce Océanos y mares - Casquetes y glaciares polares 24.064.000 - Agua subterránea salada - Agua subterránea dulce 10.530.000 - 30,1 0,76 300.000 - 0,86 0,022 91.000 - 0,26 0,007 - 0,006 Glaciares continentales y Permafrost Lagos de agua dulce Lagos de agua salada Agua salada de agua dulce 1.338.000.000 68,7 12.870.000 - - 85.400 de agua total 96,5 1,74 0,94 Humedad del suelo 16.500 - 0,05 0,001 Atmósfera 12.900 - 0,04 0,001 Embalses 11.470 - 0,03 0,0008 Ríos 2.120 - 0,006 0,0002 Agua biológica 1.120 - 0,003 0,0001 Total agua dulce 35.029.110 100 - Total agua en la tierra 1.386.000.000 - 100 EL AGUA EN ESTADO LÍQUIDO • LOS OCÉANOS Y LOS MARES • LAS AGUA CONTINENTALES: Aguas subterráneas, (acuíferos). Rios, arroyos y torrentes Lagos, lagunas y charcas • LAS NUBES. • VAPOR DE AGUA. Las nubes El vapor de agua es invisible, no se ve. Con frecuencia se dice que las nubes están formadas por vapor de agua. Es un error, si fuera así no se verían. Las nubes están formadas por pequeñas gotitas de agua líquida (o por cristalitos de hielo) que se han formado al enfriarse el vapor de agua procedente de la evaporación de los mares.- HIELO: Las capas de hielo que cubren los océanos Ártico y Antártico. Los glaciares EL CICLO HIDROLÓGICO -EL AGUA PASA A LA ATMÓSFERA: Evaporación, transpiración -EL AGUA VUELVE A LA SUPERFICIE TERRESTRE: Condensación, precipitación -EL AGUA CIRCULA POR LA CORTEZA TERRESTRE: escorrentía superficial e infiltración • Con ciclo del agua -conocido científicamente como el ciclo hidrológico- se denomina al continuo intercambio de agua dentro de la hidrosfera, entre la atmósfera, el agua superficial y subterránea y los organismos vivos. El agua cambia constantemente su posición de una a otra parte del ciclo de agua, implicando básicamente los siguientes procesos físicos: • Evaporación de los océanos y otras masas de agua y transpiración de los seres vivos (animales y plantas) hacia la atmósfera, • Precipitación, originada por la condensación de vapor de agua, y que puede adaptar múltiples formas, escorrentía, o movimiento de las aguas superficiales hacia los océanos. La energía del sol calienta la tierra, generando corrientes de aire que hacen que el agua se evapore, ascienda por el aire y se condense en altas altitudes, para luego caer en forma de lluvia. La mayor parte del vapor de agua que se desprende de los océanos vuelve a los mismos, pero el viento desplaza masas de vapor hacia la tierra firme, en la misma proporción en que el agua se precipita de nuevo desde la tierra hacia los mares (unos 45.000 km³ anuales). Ya en tierra firme, la evaporación de cuerpos acuáticos y la transpiración de seres vivos contribuye a incrementar el total de vapor de agua en otros 74.000 km³ anuales. Las precipitaciones sobre tierra firme -con un valor medio de 119.000 km³ anualespueden volver a la superficie en forma de líquido -como lluvia-, sólido -nieve o granizo-, o de gas, formando nieblas o brumas. El agua condensada presente en el aire es también la causa de la formación del arco iris: La refracción de la luz solar en las minúsculas partículas de vapor, que actúan como múltiples y pequeños prismas. El agua de escorrentía suele formar cuencas, y los cursos de agua más pequeños suelen unirse formando ríos. El desplazamiento constante de masas de agua sobre diferentes terrenos geológicos es un factor muy importante en la conformación del relieve. Además, al arrastrar minerales durante su desplazamiento, los ríos cumplen un papel muy importante en el enriquecimiento del suelo. Parte de las aguas de esos ríos se desvían para su aprovechamiento agrícola. Los ríos desembocan en el mar, depositando los sedimentos arrastrados durante su curso, formando deltas. El terreno de estos deltas es muy fértil, gracias a la riqueza de los minerales concentrados por la acción del curso de agua. El agua puede ocupar la tierra firme con consecuencias desastrosas: Las inundaciones se producen cuando una masa de agua rebasa sus márgenes habituales o cuando comunican con una masa mayor -como el mar- de forma irregular. Por otra parte, y aunque la falta de precipitaciones es un obstáculo importante para la vida, es natural que periódicamente algunas regiones sufran sequías. Cuando la sequedad no es transitoria, la vegetación desaparece, al tiempo que se acelera la erosión del terreno. Este proceso se denomina desertización. • En nuestro planeta, la cantidad de agua siempre es la misma, aunque va • • • • • • • • • • cambiando de lugar. A este proceso se le llama Ciclo del Agua. Para que comprendas bien el ciclo del agua, vas a ver unas animaciones en estas páginas Web: http://www.aldeaeducativa.com/Media/ciclo.swf http://www.epa.gov/OGWDW/kids/flash/flash_watercycle.html http://lopedevega.es/users/juanjoromero/eso/anim/ciclodelagua.swf http://www.latercera.cl/medio/animacion/0,0,38035857_0_0_189922645,0 0.html http://www.ose.com.uy/pe_cicloagua.htm http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2ESO/energia_externa/anima ciclo.htm http://www.venezuelatuya.com/natura/ciclodelagua.htm http://educalia.educared.net/externs/aigua/s/ma_cicloagua.html IMPORTANCIA DEL AGUA • EL AGUA TIENE CAPACIDAD PARA ALTERAR LOS MATERIALES: • • A) Forma química (meteorización química) B) Forma física o mecánica: Meteorización física Erosión EL AGUA ES NECESARIA PARA LA VIDA: A) Contenido hídrico de los seres vivos, compuesto químico mayoritario en los seres vivos B) Funciones del agua en los seres vivos. El agua es fundamental para la vida, ya que actúa como: -Sustancia nutritiva -Medio de transporte -Medio donde se realizan las reacciones vitales -Regulador térmico EL AGUA Y LA REGULACIÓN DEL CLIMA.- Los océanos acumulan grandes cantidades de calor debido a las propiedades térmicas de sus aguas. Originan zonas de altas presiones (anticiclones) y zonas de bajas presiones (borrascas).También dan lugar a las corrientes marinas cálidas y frías. LA IMPORTANCIA DEL AGUA EN LA TIERRA • EL AGUA EN LOS CLIMAS DE LA TIERRA: • • • -Regula la temperatura -Regula las precipitaciones EL AGUA Y EL PAISAJE: -La acción de la escorrentía -La acción del oleaje -La acción del hielo EL AGUA Y LOS SERES VIVOS: -Crea en la Tierra unas condiciones idóneas para la vida -Es el principal constituyente de los seres vivos EL AGUA Y LA SALUD DE LAS PERSONAS: potabilización, depuración EL AGUA Y EL PAISAJE • LA ACCION GEOLOGICA DE LAS AGUAS SUPERFICIALES las aguas de escorrentia comprenden todos los flujos de agua que discurren por la superficie terrestre, tanto los que corren por las vertientes como los que tienen un cauce fijo FORMAS CARACTERISTICAS DE LOS RIOS los rios originan diferentes formas a lo largo de su recorrido que pueden identificarse con facilidad. en las zonas montañosas del tramo alto, y tienden a profuncizar el cauce originando un perfil transversal en formade V. Debido a la diferente consistencia de los materiales del fondo, pueden formarse oquedades en las que se depositan particulas dando lugar a las marmitas de gigantes o pilancones. las cascadas surgen cuando en el cauce fluvial se dan cambios bruscos en el relieve de manera que el agua se precipita de forma vertical. en el tramo medio del rio tanto sobre el fondo como sobre los margenes en perfil transversal adopta forma de artesa se origina asi la llanura de inundacion que es ocupada en periodos de crecida los meandros se originan en terrenos llanos cuando el agua busca la ssalida por las zonas de mayor pendiente . crecena medida que la corriente erosiona su margen exterior y deposita materiales en el margen interior. en su tramo bajo el rio puede erosionar su propia llanura de inundación profundizando el cauce .asi surgen superficies escalonadas a ambos lados del cauce que se denominan terrazas fluviales los deltas se forman por depósitos originados en la desembocadura de un rio por acumulación de los materiales transportados por el. LA ACCION GEOLOGICA DE LAS AGUAS SUBTERRANEAS parte de las aguas que precipitan sobre los continentes se infiltran en el suelo y circulan a distintas profundidades, formando las aguas subterráneas. Estas aguas pueden salir de nuevo a la superficie a través de surgencias Las aguas subterráneas actúan disolviendo las rocas calizas y las evaporitas dando lugar al llamado relieve kárstico
