NATUCIENCIA 4 AÑO
IMPORTANCIA DEL AGUA EN LA VIDA
IMPORTANCIA DEL AGUA EN LA VIDA


La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: sólido, líquido y gaseoso.
Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.
La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO2 en estado gaseoso:
  • Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.
  • Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.
  • Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión.

Cambios de estado
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Cuando un cuerpo, por acción del calor o del frío pasa de un estado a otro, decimos que ha cambiado de estado. En el caso del agua: cuando hace calor, el hielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se evapora. El resto de las sustancias también puede cambiar de estado si se modifican las condiciones en que se encuentran. Además de la temperatura, también la presión influye en el estado en que se encuentran las sustancias.
Si se calienta un sólido, llega un momento en que se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de fusión. El punto de fusión es la temperatura que debe alcanzar una sustancia sólida para fundirse. Cada sustancia posee un punto de fusión característico. Por ejemplo, el punto de fusión del agua pura es 0 °C a la presión atmosférica normal.
Si calentamos un líquido, se transforma en gas. Este proceso recibe el nombre de vaporización. Cuando la vaporización tiene lugar en toda la masa de líquido, formándose burbujas de vapor en su interior, se denomina ebullición. También la temperatura de ebullición es característica de cada sustancia y se denomina punto de ebullición. El punto de ebullición del agua es 100 °C a la presión atmosférica normal.


  • En el estado sólido las partículas están ordenadas y se mueven oscilando alrededor de sus posiciones. A medida que calentamos el agua, las partículas ganan energía y se mueven más deprisa, pero conservan sus posiciones.


  • Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión (0ºC) la velocidad de las partículas es lo suficientemente alta para que algunas de ellas puedan vencer las fuerzas de atracción del estado sólido y abandonan las posiciones fijas que ocupan. La estructura cristalina se va desmoronando poco a poco. Durante todo el proceso de fusión del hielo la temperatura se mantiene constante.


  • En el estado líquido las partículas están muy próximas, moviéndose con libertad y de forma desordenada. A medida que calentamos el líquido, las partículas se mueven más rápido y la temperatura aumenta. En la superficie del líquido se da el proceso de vaporización, algunas partículas tienen la suficiente energía para escapar. Si la temperatura aumenta, el número de partículas que se escapan es mayor, es decir, el líquido se evapora más rápidamente.


  • Cuando la temperatura del líquido alcanza el punto de ebullición, la velocidad con que se mueven las partículas es tan alta que el proceso de vaporización, además de darse en la superficie, se produce en cualquier punto del interior, formándose las típicas burbujas de vapor de agua, que suben a la superficie. En este punto la energía comunicada por la llama se invierte en lanzar a las partículas al estado gaseoso, y la temperatura del líquido no cambia (100ºC).


  • En el estado de vapor, las partículas de agua se mueven libremente, ocupando mucho más espacio que en estado líquido. Si calentamos el vapor de agua, la energía la absorben las partículas y ganan velocidad, por lo tanto la temperatura sube.


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El Agua en la Tierra
Origen del Agua
Actualmente conocemos que algunas de las rocas terrestres más antiguas (de algo más de 4.000 millones de años) fueron originalmente depositadas como sedimentos en agua, lo que significa que nuestro planeta ya presentaba una hidrosfera poco tiempo despues de su formación. Sin embargo las cuestiones sobre el origen y en particular sobre porqué hay más agua en la Tierra que en los cuerpos similares del Sistema Solar, están todavía en discusión.
Durante mucho tiempo se ha pensado que nuestra atmósfera se originó a partir de un proceso de desgasificación de una Tierra primigenia muy caliente, y que posteriormente, según fue enfriándose el planeta, el vapor de agua se condensó y precipitó en un enorme diluvio que formó la primera hidrosfera.
Se ha especulado mucho sobre si la primera atmósfera pudo escaparse al espacio debido a las altas temperaturas reinantes, o bien a un viento solar más intenso que en la actualidad, o a las características del planeta: de menor tamaño y gravedad, en los episodios iniciales de su formación; en cualquier caso posteriormente, gracias al vulcanismo, se originaría la atmósfera actual, que sería, según estas hipótesis, de segunda o tercera generación.
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Foto: J.G. Morcillo

Sin embargo actualmente se piensa que la gran cantidad de agua terrestre no puede ser explicada únicamente con las aportaciones del interior del propio planeta, y en los últimos años han cobrado mucha fuerza las ideas que sugieren un protagonismo extra-terrestre, en concreto que el agua terrestre debe proceder de las regiones exteriores del sistema solar.


Depósitos de Agua en la Tierra
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depositos_agua
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Balance Hídrico
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El ciclo del agua implica un cambio continuo de grandes masas de agua de un estado físico a otro y su transporte de un lugar a otro. Al volumen de agua que se desplaza de un depósito a otro a lo largo de un año se llama balance hídrico global.
La cantidad de agua que se evapora de mares y océanos es de 502.800 km cúbicos y sobre ellos precipita una cantidad menor, 458.000 km cúbicos. Esta cantidad de agua se desplaza por la atmósfera hasta los continentes.
En los continentes ocurre lo contrario, la evaporación, 74.200 km cúbicos, es menor que la precipitación 119.000, km cúbicos(74.200 mas 44.800). Por lo tanto la evaporación y la precipitación global media del planeta son iguales. El agua que precipita sobre los continentes y que no se evapora, 44.800 km cúbicos, se desplaza por la escorrentía subterránea (2.200 km cúbicos) y por la escorrentía superficial (42.600 km cúbicos), siendo devuelta de nuevo a los océanos. Por otro lado esta agua es responsable principal del modelado terrestre.
Puesto que las cantidades globales de agua no varían se dice que el balance está en equilibrio y puede ser, en teoría, un proceso que continúa indefinidamente.
Tiempos de Residencia
Aunque el agua se está moviendo continuamente de un reservorio a otro, como los volúmenes de estos son muy distintos, el agua permanece en cada uno de ellos en tiempo determinado.
Se llama tiempo de residencia al tiempo medio que una molécula de agua permanece en cada uno de los reservorios. Esta medida nos indica, por tanto, el tiempo que sería necesario para renovar el total del agua contenida en cada uno de estos depósitos.
tiempo_residencia
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El agua permanece por término medio mucho más tiempo en el mar y en los casquetes de hielo y glaciares (del orden de miles de años), que en los ríos y la atmósfera (del orden de días).
Pero son las aguas subterráneas las que mas tiempo pueden permanecer inmovilizadas (decenas de miles de años).













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