Qual é a relação entre a chuva e as mudanças de estado físico da água?

Imagine um cubo de gelo em um freezer à temperatura de -25°C. Nessa temperatura, a água está obviamente no estado sólido. Porém, se tirarmos esse gelo do freezer e gradativamente aumentarmos sua temperatura, veremos que ao atingir 0°C (ao nível do mar), o gelo começará a derreter, ou seja, a sofrer o processo de fusão.

A temperatura em que a substância passa do estado sólido para o líquido é chamada de ponto de fusão (PF). O inverso é a solidificação.

No ponto de fusão veremos que os estados sólido e líquido coexistem. Isso significa que a temperatura do gelo não aumentará; permanecerá fixa em 0°C, até que todo ele passe para o estado líquido.

Se continuarmos aumentando a temperatura, o líquido irá se aquecer e, ao chegar à temperatura de 100°C (ao nível do mar), ocorrerá a passagem do estado líquido para o gasoso. A água passará a ser vapor; por isso, o nome dessa transformação de estado de agregação da matéria é vaporização.

100ºC é o ponto de ebulição (PE) em que a água coexiste nos estados líquido e gasoso. Apresentando outro patamar no gráfico, a temperatura permanecerá constante até que todo o líquido vire vapor.

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A mudança inversa de estado físico, isto é, do estado gasoso para o líquido, é denominada condensação ou liquefação. É o que ocorre, por exemplo, quando as nuvens se condensam e chove.

O vapor continuará aumentando de temperatura se isso for proporcionado ao sistema.

Existe também a passagem direta do sólido para o gasoso e vice-versa. Essa transformação é denominada sublimação. Exemplos desse fenômeno são a naftalina e o gelo-seco, que sublimam à temperatura ambiente.

Dessa forma, temos as seguintes mudanças de estado físico ou de agregação da matéria:

Assim, o gráfico completo de mudança de estado da água é apresentado da seguinte forma:

Por meio de experiências, notou-se que toda substância pura apresenta esses dois patamares fixos de PF e PE. Por exemplo, veja abaixo o gráfico de mudança de estado físico para o etanol (PF= -117,0 °C e PE = 78,0 °C):

O ciclo da água, também conhecido como ciclo hidrológico, refere-se ao movimento contínuo que a água faz pelo meio físico e pelos seres vivos do ecossistema, passando através da atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera. Trata-se, portanto, de um importante ciclo biogeoquímico que faz com que esse indispensável recurso natural esteja constantemente no ambiente.

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Tópicos deste artigo

• 1 - → Ciclos biogeoquímicos
• 2 - → A água
• 3 - Mapa Mental: Ciclo da Água
• 4 - → Etapas do ciclo da água
• 5 - → Importância do ciclo da água
• 6 - → Resumo do ciclo da água

→ Ciclos biogeoquímicos

Damos o nome de ciclos biogeoquímicos àqueles ciclos nos quais uma determinada substância passa do meio abiótico (ar, água, solo) para os seres vivos e passa destes de volta para o meio. Logo, ciclos biogeoquímicos são processos em que há ciclagem de elementos. O ciclo da água destaca-se como um dos principais ciclos biogeoquímicos, uma vez que essa substância é encontrada em absolutamente todos os seres vivos e participa de seus processos metabólicos, sendo fundamental sua ciclagem no meio.

→ A água

A água é uma substância formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, sendo H2O sua fórmula química. Encontrada, principalmente, no estado líquido, é a substância mais abundante da crosta terrestre. Estima-se que 70% do planeta seja coberto por água, e a grande maioria dela está nos oceanos. Depois dos oceanos, o segundo maior reservatório de água do planeta são as geleiras. Já nos continentes, essa substância é encontrada, principalmente, em águas subterrâneas. Percebemos, portanto, que a água é um composto químico que poder ser encontrado, de maneira simultânea, nas formas sólida (geleiras), líquida (rios, mares e oceanos) e gasosa (vapor de água).

Mapa Mental: Ciclo da Água

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→ Etapas do ciclo da água

O ciclo da água, também chamado de ciclo hidrológico, ocorre por meio das mudanças dos estados físicos e da movimentação da água pelos seres vivos e pelo meio ambiente. Esse ciclo depende diretamente da energia solar, dos movimentos de rotação da Terra e, até mesmo, da gravidade.

O Sol é o responsável por proporcionar energia para que o ciclo aconteça. Sua luz provoca a evaporação da água presente na superfície terrestre. Em alguns locais, no entanto, a neve e o gelo sublimam, passando do estado sólido para o vapor, pulando as fases de fusão (sólido para o líquido) e de evaporação.

A água, agora em estado gasoso, sobe para camadas mais altas da atmosfera, onde a temperatura é mais baixa. Ao alcançar determinada altitude, essa substância passa do estado de vapor para o líquido (condensação) e forma as nuvens, que são, na realidade, uma grande quantidade de gotículas de água. Em locais frios, essas gotículas podem solidificar-se e dar origem à neve ou ao granizo.

Ao iniciar a chuva, processo também chamado de precipitação, a água começa a retornar para a superfície terrestre e é influenciada diretamente pela gravidade. Nesse momento, ela pode atingir rios, lagos e oceanos, infiltrar-se no solo e nas rochas ou pode ser impedida de voltar à superfície terrestre pela vegetação.

Os seres vivos possuem papel determinante no ciclo da água. Como todos os organismos possuem essa substância em seu corpo, a água também flui pelas cadeias alimentares. Além disso, as raízes das plantas absorvem água, e os animais obtêm essa substância bebendo-a ou retirando-a dos alimentos.

Os animais perdem água por meio de processos como a eliminação de urina e fezes, respiração e transpiração. Já as plantas perdem água por transpiração, processo em que vapor de água é liberado pelos estômatos (estruturas presentes na epiderme vegetal que atuam nas trocas gasosas), e porgutação, processo no qual a água eliminada encontra-se no estado líquido. Além disso, parte da água que fica incorporada nesses seres é eliminada durante o processo de decomposição.

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De acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS, em inglês), podemos identificar 16 partes importantes no ciclo da água:

1. armazenamento da água nos oceanos (maior reservatório de água no planeta);

2. evaporação (mudança da água do estado líquido para o gasoso);

3. evapotranspiração (perda de água pelo solo e pelas plantas);

4. sublimação (passagem do gelo e da neve para o estado de vapor sem antes passarem pelo estado líquido);

5. água na atmosfera;

6. condensação (passagem da água do estado de vapor para o líquido);

7. precipitação (chuva);

8. armazenamento da água nas formas de gelo e neve;

9. corrente de neve derretida para rios;

10. corrente superficial (água na superfície do solo que vai para os rios);

11. corrente dos rios (água que flui para rios, córregos ou riachos);

12. armazenamento de água doce existente sobre a superfície da Terra;

13. infiltração;

14. armazenamento no lençol freático;

15. descarga do lençol freático (movimento da água para fora do solo);

16. fontes (local onde a água subterrânea é descarregada para a superfície do solo).

É importante dizer que o ciclo da água varia de acordo com o local em que ele ocorre. Fatores como cobertura vegetal, altitude, temperatura e tipo de solo, por exemplo, afetam diretamente a quantidade de água envolvida no processo e a velocidade do ciclo. Desse modo, os 16 pontos citados anteriormente acontecem no planeta como um todo e não apenas em áreas específicas.

Leia também: Podemos beber a água do mar?

→ Importância do ciclo da água

O ciclo da água é importante porque garante que essa substância circule constantemente pelo ambiente, passando pelos organismos vivos e pelo meio físico. Como a água circula no ambiente, ela consegue suprir as necessidades dos seres vivos, que precisam diariamente dessa substância para o funcionamento adequado de seu organismo. Além disso, a permanência da água no ambiente é importante para algumas atividades realizadas pelos seres humanos, uma vez que ela é fundamental para a geração de energia, desenvolvimento da produção agrícola e agropecuária, diversas atividades industriais e algumas tarefas do dia a dia, como lavar roupa e louça.

Entretanto, é importante destacar que, apesar de o ciclo da água garantir que essa substância circule no meio constantemente, isso não garante que não possa faltar água. Isso ocorre pelo fato de que o ciclo da água é complexo e pode ser afetado por diversos fatores, como o vento, que podem fazer com que a água que evaporou em uma área seja precipitada em outras.

Leia também: Estratégias para enfrentar a crise de água no mundo

→ Resumo do ciclo da água

O ciclo da água é um ciclo biogeoquímico que garante que a água circule pelo meio físico e pelos seres vivos. Esse processo depende da luz solar, que garante que a água evapore, dando início ao ciclo. O vapor de água sobe para camadas mais altas da atmosfera e condensa-se, formando nuvens, que são pequenas gotículas de água no estado líquido. Quando essas nuvens ficam carregadas, ocorre a precipitação (chuva), que pode ocorrer na forma líquida ou nas formas de granizo e neve. A água da chuva, então, retorna para a Terra, podendo seguir diferentes caminhos, como voltar para lagos e rios ou infiltrar-se no solo.

Por Ma. Vanessa dos Santos

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