Elevado calor específico del agua

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  • 1. ELEVADO CALOR ESPECÍFICO DEL AGUALa capacidad del agua para estabilizar la temperatura proviene de su calorespecífico relativamente alto.El calor específico de una sustancia se define como la cantidad de calor que debeabsorberse o perderse para que 1 gramo de esa sustancia cambie su temperaturaen 1º C.Por tanto el calor específico del agua es un caloría por gramo por grado Celsius.1/cal/ºCEn comparación con la mayoría de las sustancias el agua tienen un calorespecífico inusualmente alto.Por ejemplo el alcohol etílico, tienen un calor específico de 0,6cl/g/ºC, es decir,solo se requieren 0.6 calorías para elevar 1ºC la temperatura de 1 gramo dealcohol etílico.Debido al elevado calor específico del agua en relación con otras sustancias, elagua cambiará su temperatura menos cuando absorbe o pierde una cantidad dadade calor.El agua resiste el cambio de la temperatura, cuando cambia su temperatura,absorbe o pierde una cantidad relativamente grande de calorEl elevado calor especifico del agua, al igual que muchas de sus otraspropiedades, se debe al enlace de hidrógeno.El calor debe absorberse para romper los enlaces de hidrógeno y el calor debeliberarse cuando se forman losenlaces de hidrógeno.Una caloría de calor provoca uncambio relativamente pequeñoen la temperatura del aguadebido a que gran parte del calorse utiliza para romper losenlaces de hidrógeno antes deque las moléculas de aguapuedan comenzar a moversecon mayor rapidez.Cuando la temperatura del agua cae levemente, se forman muchos enlaces dehidrógeno adicionales y se libera una considerable cantidad de energía en formade calor.
  • 2. ¿Cuál es la importancia del elevado calor específico del agua para lavida en la Tierra?.Una gran cantidad de agua puede absorber y almacenar una gran cantidad decalor del sol durante el día y durante el verano, mientras que se caliente solo unospocos grados.De noche y durante el invierno, el enfriamiento gradual del agua puede calentar elaire, esta es la razón por la cual las áreas costeras, generalmente tienen climasmás templados que las regiones mediterráneas. El alto calor específico del agua también tiende a estabilizar las temperaturas del océano, y crea un ambiente favorable para la vida marina. Por lo tanto, debido a su alto calor específico, el agua que cubre la mayor parte de laTierra mantiene las fluctuaciones de temperatura sobre la tierra y en el agua dentrode límites que permiten la vida.También debido a que los organismos están constituidos principalmente por agua,son más capaces de resistir a los cambios en su propia temperatura que siestuvieran hechos de un líquido con calor específico menor.
  • 3. PODER DISOLVENTEEl agua es un solvente muy versátil, una cualidad que proviene de la polaridad de lamolécula de agua. Por ejemplo, un cristal del compuesto iónico cloruro de sodio (NaCl)en agua.En la superficie del cristal, los iones sodio y cloruro se exponen al solvente, estosiones y las moléculas de agua tienen una afinidad mutua gracias a su atraccióneléctrica.Las regiones de oxígeno de la molécula de agua están cargadas negativamente y seadhieren a cationes sodio. Las regiones de hidrógeno de las moléculas de agua están cargadas positivamente y son atraídas a los aniones cloruro. Como resultado, las moléculas de agua rodean los iones cloruro y sodio individuales, separando y protegiendo los unos de los otros. La esfera de moléculas de agua alrededor de cada Ion disuelto se llama capa de hidratación o solvatación. Al actuar hacia adentro desde lasuperficie del cristal salino, el agua disuelve finalmente todos los iones.El resultado es una solución de dos solutos, cationes sodio y aniones cloruro,mezclados homogéneamente con agua, el solvente. Otros compuestos iónicostambién se disuelven en agua.El agua marina, por ejemplo, contienen una gran variedad de iones disueltos, igual quelas células vivas.Un compuesto requiere ser iónico para disolverse en agua, los compuestos hechos demoléculas polares no iónicas, como los azúcares, también son solubles en agua.Estos compuestos se disuelven cuando las moléculas de agua rodean a cada una delas moléculas del soluto.Incluso moléculas tan grandes como las proteínas pueden disolverse en agua si tienenregiones iónicas y polares en sus superficies. Muchos tipos diferentes de compuestospolares de disuelven en el agua de líquidos biológicos, como la sangre, la savia de lasplantas y el líquido que está dentro de todas las células.
  • 4. El agua es el solvente de la vida. Aunque sea iónica o polar, se dice que cualquiersustancia que tiene afinidad por el agua es hidrófila. En algunos casos, las sustanciasson hidrófilas y no se disuelven realmente, ejemplo, componentes de las células sonmoléculas tan grandes o complejos de múltiples moléculas que no se disuelven. Estamezcla es un ejemplo de un coloide, una suspensión estable de partículas finas enun líquido.Existensustancias que notienen afinidadpor el agua,sustancias queson no iónicas yapolares, enrealidad, parecenrepeler el agua;se dice que estassustancias sonhidrófobas.Un ejemplo de la cocina es el aceite vegetal, el cual no se mezcla establemente consustancias basadas en agua, como el vinagre.El comportamiento hidrófobo de las moléculas de aceite se debe al predominio deenlaces relativamente apolares, en este caso, enlaces entre carbono e hidrógeno, quecomparten electrones casi en forma equivalente.