Com base nas informações do texto, procure imaginar uma realidade em que essas propriedades não sejam verificadas isto é, se a água não sofresse dilatação térmica com a redução da temperatura, abaixo de 4 °C, nem apresentasse as propriedades de condução térmica características.
a) A vida de peixes ou de mamíferos aquáticos, nos lagos, seria possível durante um inverno rigoroso? Por quê?
b) Em que faixa da superfície da Terra estaria restrita a presença de vida complexa?
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Consequências da dilatação anômala da água
Muitos cientistas defendem a opinião de que o equilibrio entre os diversos fatores que propiciaram o aparecimento da vida e garantem seu desenvolvimento no nosso planeta é delicado e talvez único. Calor na medida certa, a distância que o nosso planeta está do Sol, presença de'água, atmosfera, gravidade e outros. De todos os fatores o que mais se destaca e a presença de água. O papel que a água desempenha é fundamental. Suas propriedades químicas e físicas determinam uma série de fenômenos que, sem elas, não poderiam acontecer. Já falamos, anteriormente, do alto valor do calor específico da água e o quanto esse fator é importante no controle das temperaturas na superfície da Terra. E quanto ao comportamento anômalo de sua dilatação térmica? Seria esse fator também importante, auxiliando na manutenção e preservação da vida em nosso planeta? A resposta é sim. Muitas vezes, segundo os cientistas que estudam a Terra, ocorreram glaciações, ou seja, um resfriamento quase total de nosso planeta, cobrindo-o de gelo. Se não fosse a propriedade de se dilatar quando esfria abaixo de 4 ⁰C a cada glaciação a vida se reduziria a uma fração tão pequena que impossibilitaria sua recuperação e evolução. Quando a superfície da Terra esfria, por qualquer que seja o motivo, a atmosfera também esfria, e a água dos lagos, rios e oceanos perde calor a partir da superfície. O resfriamento da água da superfície a torna mais densa e ela afunda, enquanto a água em maior profundidade de maior temperatura sobe para a superfície, se resfria e afunda novamente, repetindo esse ciclo em correntes e convecção ascendentes e descendentes. No entanto, quando a temperatura da água no fundo de um lago atinge 4°C, temperatura em que sua densidade é máxima, cessa o processo de convecção. A água na superfície continua perdendo calor, com isso se resfria abaixo de 4 °C e se dilata. Estando em temperatura menor que 4°C, é menos densa, portanto não afunda, podendo até congelar, enquanto lá no fundo a temperatura se mantém a 4 °C e a água permanece no estado líquido. Não importa o quanto a temperatura acima da camada de gelo que se forma sobre um lago seja baixa, a água sob o gelo continua líquida. Isso se deve aos fatores relacionados a seguir • O gelo continua flutuando sobre a água por ser menos denso que a água líquida a 4°C. • O gelo é isolante térmico. • A água não é boa condutora de calor por condução. • O processo de troca de calor por convecção e impossibilitado porque a água do fundo, a 4°C, não sobe.
Soluções para a tarefa
A) A vida aquática complexa em lagos não seria viável em temperaturas mais baixas num cenário onde essa anomalia da água não acontecesse pois, sem ela, toda a água do lago congelaria, não possibilitando a sobrevivência neste ambiente.
B) Nas faixas mais próximas da linha do equador pois nelas a temperatura mínima atingida durante o inverno não é suficiente para que a água entre em estado sólido em condições naturais.
Importância dessa anomalia na densidade de água:
Por conta dessa característica específica da água, que foge do padrão de dilatação térmica dos elementos, a convecção, que nada mais é do que a circulação do volume mais frio para a parte de baixo e do volume mais quente para a parte de cima, é impedida de acontecer. Devido a esse fenômeno, a água presente no fundo dos lagos mantém a sua temperatura sem congelar, possibilitando a vida.
O efeito da convecção acontece no nosso dia a dia, por exemplo, quando colocamos uma panela no fogão: a água no fundo em contato com a panela esquenta, reduz sua densidade e sobe, enquanto que a água na parte de cima da panela desce por estar mais fria e mais densa. A diferença nesse exemplo é que a temperatura sobe e a fonte de calor está embaixo, enquanto que no texto, o fenômeno explicado se baseia no contrário.
Entendo esse princípio, é possível concluir que a vida complexa em ambientes aquáticos só seria possível num cenário sem essa anomalia em regiões mais quentes onde o inverno não é capaz de congelar a água naturalmente, ou seja, nas áreas mais próximas da linha do equador.
Saiba mais sobre os tipos de troca de calor e como elas acontecem aqui:
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