M1 L1.1 R1

Módulo I Importancia del agua

1. Propiedades físicas, químicas y biológicas del agua

1.1 Propiedades físicas

Estados del agua

• Sólido, líquido y gaseoso

Estados del agua

a) Líquido

Es el estado del agua a temperatura de 0 °C < T < 100 °C a presión atmosférica. Se puede encontrar agua líquida en los ríos, lagos, mares, y también la que consumimos en nuestras casas [1,2].

Estados del agua

b) Sólido

Cuando el agua se congela forma hielo y esto ocurre a temperaturas T < 0 °C a presión atmosférica. De forma natural se puede encontrar hielo en los icebergs, granizo y en los polos del planeta [1, 2].

Estados del agua

c) Gaseoso

El vapor es agua en fase gaseosa. Esto puede ocurrir por ebullición, donde T > 100 °C a presión atmosférica [1,2].

Propiedades del agua en su estado natural

• Incolora: El agua no tiene color y es transparente.

Propiedades del agua en su estado natural

• Inodora: El agua no tiene ningún olor perceptible.

Propiedades del agua en su estado natural

• Insabora: El agua no tiene un sabor distintivo.

Características del agua en su estado natural

Densidad

• El agua es una sustancia casi incompresible y su densidad es de 1 gramo por centímetro cúbico a 4 °C. El hielo flota en el agua líquida debido a que su densidad es menor [3].

Características del agua en su estado natural

Densidad

• Sin embargo, la densidad del agua puede variar ligeramente con la temperatura como se muestra en la gráfica. Esta característica permite que el hielo flote en el agua, preservando la vida acuática en lagos y océanos durante el invierno [3].

Punto de ebullición y congelación del agua

• El punto de congelación del agua es a 0 °C y su punto de ebullición es de 100 °C a nivel del mar [1,4].

Viscosidad del agua

• El agua tiene una viscosidad relativamente baja en comparación con otros líquidos, lo que significa que fluye con mayor facilidad. La viscosidad del agua varía con la temperatura, disminuyendo a medida que la temperatura aumenta e incrementando a medida que la temperatura disminuye [1].

Viscosidad del agua

• A temperatura ambiente, la viscosidad dinámica del agua es de aproximadamente 1 centipoise.
• La viscosidad cinemática del agua, que es la viscosidad dinámica dividida por la densidad, es de aproximadamente 1 centistoke [1].

Conductividad térmica y eléctrica del agua

• La conductividad térmica del agua es de aproximadamente 0.598 W m-1 K -1. Ésta puede verse afectada por la temperatura y la presencia de sustancias disueltas en el agua.
• La conductividad eléctrica del agua pura es muy baja [5,6].

Capilaridad del agua

• La capilaridad del agua se refiere al fenómeno en el que el agua puede ascender o moverse en espacios estrechos, como tubos capilares, en contra de la fuerza de gravedad. Este fenómeno se debe a la combinación de dos propiedades del agua: la tensión superficial y la adhesión [6,7].

Capilaridad del agua

• El fenómeno de la capilaridad del agua tiene diversas aplicaciones en la naturaleza y en la vida cotidiana. Por ejemplo, en las plantas, la capilaridad del agua permite que el agua sea transportada desde las raíces hasta las hojas a través de los vasos conductores.
• También es responsable de la formación de gotas en superficies, la absorción de agua por parte de materiales porosos, como la madera, y otros procesos similares [6,7].

Capacidad calorífica del agua

• En términos más simples, el agua puede almacenar mucho calor antes de que su temperatura aumente significativamente.
• Esto se debe a los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua, que requieren energía adicional para romperse y permitir el aumento de temperatura [4,6,7].

Capacidad calorífica del agua

• El valor típico de la capacidad calórica del agua es de aproximadamente 4.18 J g-1 °C-1.
• Lo anterior significa que se requiere 4.18 Joules de energía para aumentar la temperatura de un gramo de agua en 1 grado Celsius [4,6,7].

Capacidad calorífica del agua

• La alta capacidad calórica del agua es importante en la regulación de la temperatura de la Tierra, ya que ayuda a estabilizar las condiciones climáticas y a mantener los océanos en un rango de temperatura adecuado para la vida [4,6,7].

Tensión superficial del agua

• La tensión superficial del agua es la propiedad que tiene de formar una capa superficial elástica debido a las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua.
• Estas fuerzas se deben principalmente a los enlaces de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. Como resultado, la superficie del agua actúa como una especie de membrana elástica que tiende a minimizar su área y resistir la penetración de objetos en ella [1,7,8].

Tensión superficial del agua

• La tensión superficial del agua permite que algunos objetos, como insectos o agujas, floten en su superficie sin hundirse.
• También es responsable de fenómenos como la formación de gotas, la capilaridad (ascenso del agua en tubos capilares estrechos) y la formación de burbujas [1,7,8].

Tensión superficial del agua

• La tensión superficial del agua tiene muchas aplicaciones en la vida cotidiana y en la industria, como en la fabricación de detergentes, emulsiones, recubrimientos y en la biología, donde desempeña un papel importante en la estructura y función de las células [1,7,8].

BIBLIOGRAFÍA

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