O trecere prin toate aspectele uimitoare legate de apa.

1. Universul Apei
Elevii claselor a -VII- a şi a -VIII- a de la Şcoala Gimnazială
Horleşti vă prezintă:

2. Introducere
 Anticii considerau apa ca origine a tuturor lucrurilor, fruct al dragostei dintre pământ şi cer.
 Concepţiile au evoluat, dar nimeni nu a contestat rolul deosebit al substanţei pe care Leonardo
da Vinci o numea „seva vieţii pe pământ”.
 Pentru a înţelege mai bine ce este apa şi care este importanţa ei pentru lumea noastră,
preocupările oamenilor de ştiinţă s-au îndreptat asupra proprietăţilor ei fizice şi chimice.
 Acum ştim cu siguranţă că apa este universul în care viaţa şi-a aflat formula perfectă de
apariţie, evoluţie şi dăinuire.
 Apa este unul din artizanii Pământului, sculptând alături de ceilalţi factori, importante forme
de relief, alcătuind oceanele , vizibile din spaţiu, dând Pământului şi numele de Planeta
albastră.
 Apa a permis dezvoltarea şi existenţa lumii moderne, omul smulgându-i secretele şi energia,
punând-o în slujba sa.
 Apa devine însă în egală măsură elixir şi otravă, demonstrându-se capacitatea ei de a crea şi
menţine viaţa, dar devenind deseori în istoria omenirii şi sursa unor epidemii care au decimat
populaţia Terrei.
 Legat de sănătatea apei, se dezvoltă o altă ştiinţă, ecologia, menită să protejeze apa, să o apere
de agresiunile umane, să conştientizeze omul în legătură cu imposibilitatea existenţei vieţii pe
Pământ fără apă.
 Deşi atât de mult studiată, apa nu şi-a dezvăluit în totalitate misterele, rămânând pentru noi toţi
o temă de studiu deschisă.

3. Proprietăţile fizice ale apei
Principalele proprietăţi fizice ale apei sunt:
 Temperatura
Este cuprinsă între 0°C iarna şi 26°C pentru apele de suprafaţă.
Temperatura de solidificare (sau de îngheţare) este de 0°C.
Temperatura de vaporizare(sau de fierbere) este de 100°C.
 Densitatea maximă este de 1000 kg/m³ la temperatura de 4°C, depinzând de
temperatură.
 Starea de agregare în condiţii normale de temperatură şi presiune este cea
lichidă, dar apa este singura substanţă care se poate afla în toate cele trei stări
de agregare, în condiţii, de temperatura şi presiune, comune omului.
 Conductivitatea electrică a apei pure este 0,055 – 25μS, adică este slab
conductoare electric.( S = Siemens = unitatea de măsură a conductivităţii
electrice).
În prezenţa diferiţilor ioni metalici, apa devine uşor conductoare d.p.d.v.
electric.

4. Proprietăţile fizice ale apei
 Căldura specifică este de 1cal/g x grad, aşadar apa poate prelua
şocurile termice, fiind un moderator termic pentru mediu sau
organism.
 Căldurile latente de vaporizare şi de topire sunt mari. De aceea
prin transpiraţie are loc termoreglarea organismului, la temperaturi
ridicate ale mediului.
 Conductivitatea termică este mare faţă de a altor lichide,
permiţând uniformizarea uşoară a temperaturii.
 Tensiunea superficială este mare, a doua ca valoare după mercur,
aceasta având importanţă în fenomenele de capilaritate a apei şi în
circulaţia sângelui în organismele care au aparat circulator.
 Transparenţa este o proprietate optică a apei, mai exact permite
trecerea luminii din spectrul vizibil, fapt ce a favorizat viaţa
acvatică. Apa este opacă pentru radiaţia infraroşie şi absoarbe
moderat radiaţiile ultraviolete.

5. Energia fizică a apei
 Din vremuri străvechi, energia apei a fost pusă în slujba omului, toate
vechile civilizaţii născându-se şi dezvoltându-se în preajma apelor
curgătoare. Practic, dezvoltarea tehnicii şi a industriei a fost posibilă în
mare măsură datorită folosirii forţei apei de către om.
 Instalaţiile pentru morărit, gaterele pentru lemn şi piatră, mineritul,
sistemele de irigaţii, transportul naval şi mai nou producerea curentului
electric şi utilizarea energiei apei în industria grea, sunt cele mai
importante activităţi şi mecanisme dezvoltate în jurul energiei fizice a
apei.
 Energia mecanică este compusă din energie potenţială sau de poziţie şi
energie cinetică sau de mişcare: Et= Ep+Ec
 Conform legii de conservare a energiei: Et=ct., aşadar permanent are
loc transformarea energiei potenţiale în energie cinetică. În cazul apei,
Ep a apei care cade de la înălţime este transformată în energie cinetică.

6.  Pompa de apa antică inventată de Al-Jazar

7.  Mori de apă pe Dâmboviţa la 1700

8.  Moara cu roată verticală

9.  Moara cu ciutură exterior – interior

10.  Morile subterane din Col-des-Roches Elveţia

11.  Vâltoare folosită pentru spălat sau pentru bătucit ţesături
de lână

12.  Roată de mină

13.  Fierărie hidraulică

14.  Piuă hidraulică

15.  Hidrocentrala electrică

16.  Centrală mareomotrică bazată pe energia mareelor

17.  Instalaţii bazate pe energia valurilor

18. Proprietăţile organoleptice ale apei
 Culoarea- în stare pură şi în straturi subţiri, apa este incoloră şi azurie în
straturi de peste 6cm. Orice altă nuanţă sau culoare se datorează substanţelor
dizolvate în ea.
 Gustul apei este datorat substanţelor dizolvate în apă şi se defineşte ca:
plăcut( când apa conţine cantităţi reduse de Ca, Mg, CO2),
neplăcut (concentraţii mari de substanţe dizolvate ),
dulceag (determinat de prezenţa unor mari cantităţi de substanţe organice),
sărat (datorat unei mari concentraţii de NaCl),
amar (în prezenţa MgSO4),
acru (datorat alaunilor / alaun = sulfat dublu al unui metal trivalent şi al unui
metalmonovalent. (Ex: piatra acră- sulfat dublu de aluminium şi potasiu),
sălciu (ape sărace în săruri minerale ),
cu gust nedefinit apa pură.
 Mirosul apei lipseşte dacă nu este contaminată.

19. Chimia apei
 Formula chimică a apei este H2O.
 În apa lichidă moleculele sunt asociate prin legături de hidrogen.
 În apa solidă se găseşte un număr de legături de hidrogen aproape dublu decât în apa
lichidă; realizarea numărului dublu de legături de hidrogen începe de la temperatura
de+4 grade Celsius, ceea ce explică densitatea maximă a apei la această temperatură.
 Experimental s-a demonstrat că apa este o combinaţie chimică foarte stabilă. Ea poate
fi descompusă la peste 10000C sau cu ajutorul curentului electric (prin electroliză) :
2H2O = 2H2+ O2
 Apa este foarte reactivă din punct de vedere chimic. Ea reacţionează în anumite
condiţii cu metalele, nemetalele, oxizii bazici, oxizii acizi, cu unele săruri.
 Aciditatea sau pH-ul apei stabileşte capacitatea de corodare a apei sau de depunere a
substanţelor din ea.
Astfel: dacă pH< 7 apa are caracter acid şi este corozivă, pH= 7 apa este neutră,
pH> 7, apa are caracter alcalin şi apar depuneri.
 Duritatea apei este dată de conţinutul de săruri de Mg şi de Ca, de sulfaţi, cloruri, etc.

20. Proprietăţile chimice ale apei
A.Reacţii fără schimbarea stării de oxidare:
a) Reacţia cu oxizii nemetalici din care rezultă acizi:
H2O + SO2 =H2SO3
b) Reacţia cu oxizii metalici din care rezultă hidroxizi (sau baze):
De exemplu stingerea varului:
H2O +CaO =Ca(OH)2
c) Reacţia de hidroliză, de exemplu, reacţia cu carbidul sau carbura
de calciu, CaC2 duce la formarea acetilenei, substanţă organică
utilizată la sudarea şi tăierea metalelor în suflătorul oxiacetilenic:
CaC2 + 2H2O  HCCH + Ca(OH)2 + Q
Această reacţie mai este folosită şi în lampa cu carbid utilizată în
speologie, minerit sau iluminat domestic.

21. Proprietăţile chimice ale apei
B) Reacţii cu schimbarea stării de oxidare:
a) Electroliza apei:Apa pură nu este bună conducătoare de curent electric. De aceea,
pentru electroliza apei , se adaugă puţin acid sulfuric (apă acidulată) sau sodă
caustică (apă alcalinizată).
Ecuaţia reacţiei este: 2H2O 2H2 + O2
b) Reacţia cu metale alcaline este o reacţie de reducere, în care apa are caracter
oxidant, având ca rezultat distrugerea prin coroziune a metalelor.
2H2O + 2Na =2Na(OH) +H2
c) Reacţia cu halogeni este o reacţie de oxidare, în care apa are caracter reducător.
Cl2+ H2O HCl + HClO
HClO HCl + [O]
Oxigenul atomic, rezultat în reacţia apei cu halogeni este deosebit de reactiv,şi poate
distruge microorganismele din apă. Pe această proprietate se bazează tratarea
biologică a apei potabile cu clor.

22. Anomaliile apei
 Proprietăţile fizice şi chimice ale apei au alcătuit substanţa
miracol, cu cele mai multe anomalii şi excepţii de la regulile fizicii
şi chimiei. Graţie ei, Planeta albastră este singura din galaxia
noastră pe care s-a dezvoltat viaţa şi omul. După spusele lui Henry
Coandă, omul ”este o trinitate: materie, viaţă şi gândire”.
 Aşadar:
- Între 0°C şi 4°C, densitatea apei creşte, este maximă la 4°C, după
care scade.
- Gheaţa are volumul mai mare şi densitatea mai mică decât apa, de
aceea gheaţa pluteşte pe apă.
- Punctul de solidificare este de 0°C, deşi conform legii sistemului
periodic, acesta ar trebui să fie de minus 100°C.
- Punctul de fierbere este de + 100°C, deşi legile spun că acesta ar fi
trebuit să fie de minus 75°C.
- Apa are căldură latentă de vaporizare şi căldură specifică, mult
mai mari decât ale substanţelor vecine.

23. Răspândirea apei pe Pământ
 Cantitatea totală de apă de pe planetă noastră
este estimată la circa 1,4 miliarde de
kilometri cubi şi alcătuieşte hidrosfera
pământului.
 Din totalul apei din hidrosferă, 97,42 %
este sub formă lichidă, 2,57% în stare
solidă, şi sub 0,00001% în stare gazoasă.
 Din totalul apei lichide, 97% este apă sărată şi 1% este apa din
râuri, lacuri şi cea din pânza subterană.
 2% este reprezentată de calota glacială.
 Apa este aşadar o resursă preţioasă, în jurul ei dezvoltându-se
întreaga activitate omenească.

24. Apa - sculptorul Planetei albastre
 Datorită circuitului apei în natură, apa participă la
modificarea şi crearea formelor de relief.

25. Apa - sculptorul Planetei albastre
 Atât în stare lichidă cât şi în stare solidă, a creat spectaculoase
privelişti în absolut toate zonele globului pământesc: "Castelul
de Bumbac“ din Pamukkale, Turcia, sau gheţarul Franz Josef
din Parcul Naţional Westland, Noua Zeelandă …

26. … în adâncul Pământului…

27. … sau apa oceanului, care nu se lasă mai prejos!

28. Apa în sistemele biologice
„Apa este originea şi matricea vieţii” ( Albert Szent).
 Organismele vii sunt alcătuite predominant din apă.
 Exemple: organismul uman conţine 65% apă, crustaceele 79%, meduzele 95%, între 70-
98% în plante, etc.
 La organismele superioare apa este distribuită astfel: apa intracelulară: 70% din total;
apa extracelulară 30% - interstiţial 20% şi apa circulantă (vasculară) – 10%.

29. Apa în sistemele biologice
Datorită proprietăţilor fizice şi chimice excepţionale, apa poate îndeplini în
organism o serie de funcţii şi anume ea este:
 solvent universal
 reactant în reacţiile de electroliză
 agent de dispersie
 produs final al reacţiilor de oxidare şi condensare
 vehicul de transport pentru oxigen, nutrienţi şi hormoni în fluidele
circulante ( de exemplu: sângele, limfa)
 lichid de flotaţie pentru anumite celule libere (leucocite, eritrocite, etc.)
 vehicul de eliminare a toxinelor ( transpiraţia, urina,etc.)
 tampon termic datorită marii sale călduri specifice
 protector mecanic al structurilor sensibile (sistemul nervos central,
fătul, etc.)
 unul din reactanţii reacţiei de fotosinteză prin care energia radiaţiei
solare este convertită în energie biochimică

30. Omul despre apă
• “Nimic nu e mai moale şi mai subţire ca apa. Dar să-i
înţelegi tăria este o artă. Că ceea ce este slab devine
puternic şi că din duritate curge blândeţea pare a şti
oricine. Şi totuşi nimeni nu se comportă ca şi cum ar
şti.”
Lao-Tse
• “Acest accident al naturii, care este apa, nu este la fel
în fiecare loc şi-n fiecare timp. Dacă acest accident
n-ar fi existat, nici viaţa n-ar fi existat.[…] Iar
oamenii sunt diferiţi pentru că apa este diferită”
Henri Coandă

31. Ziua Apei
• Dintre toate vieţuitoarele de pe pământ omul s-a dovedit cel
mai tenace în dorinţa de a schimba natura din jurul său.
• Aceste schimbări, s-au dovedit a fi agresiuni asupra naturii,
apa, esenţa naturii, nefiind nici ea iertată şi odată cu ea nici
vietăţile dependente de apă.
• Ecologia a luat naştere ca urmare a acestei atitudini,
propunându-şi să conştientizeze omenirea că îi este periclitată
însăşi casa şi viaţa.
• Pe 22 martie a fost declarată Ziua Mondială a Apei,
manifestările în sprijinul celor ce-şi doresc o apă curată, fiind
din ce în ce mai ample şi cu efecte benefice din ce în ce mai
vizibile.
• Educaţia de acasă şi de la şcoală trebuie să formeze o nouă
atitudine, începând cu tinerii şi copiii, iar cu sprijinul lor să
reeducăm şi adulţii.

32. Bibliografie
 Manual de chimie, cl aIXa, Marius Andruh, etc., Editura All, 2000.
 Manual biologie cl. a IXa, Andrei Marit, etc., Editura didactică şi
pedagogică Bucureşti, 1996.
 Manual de anatomie Huţanu Crocnan Elena,etc., Editura Didactică şi
Pedagogică, 2008.
 Manual de geografie cl. A IXa, Grigore Posea, etc., Editura Didactică
şi Pedagogică, 1997
 http://www.klevertravel.ro
 http://beautifulnature.ecosapiens.ro/
 http://www.antena3.ro/galerie
 http://www.descopera.org/fortele-care-modeleaza-pamantul
 Curs hidrologie şi oceanografie, Facultatea Dunărea de Jos, Galaţi,
Gherghe Claudia, 2009.

33. Vă mulţumim!