AED I ELETRICIDADE

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Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Goiânia, 11 de outubro de 2013.
MAF 1570 - Eletricidade e Magnetismo
Professor: Mauricio Falleiros
Curso: Engenharia Civil; 	Turma: B01.
Aluno: Ueber da Cunha Silva
AED I
Orientações: A água tem dezenas de propriedades atípicas entre os fluidos, grande parte delas explicada pela configuração elétrica dipolar de suas moléculas; faça um levantamento de pelo menos 5 destas propriedades, exemplificando sua ocorrência em processos da Natureza e indicando por que razão outros líquidos não poderiam substituir a água neles.
O dipolo elétrico da molécula de água e as propriedades singulares da água
Ao dizermos que a água pode ser considerada um dipolo elétrico, dizemos que as ligações dos átomos de hidrogênio com o átomo de oxigênio não estão em linha reta, essa ligação forma um ângulo de 105º. A carga final de molécula é neutra, mas apesar disso, o ângulo entre as ligações, gera uma molécula pouco positiva no lado dos átomos de Hidrogênio e pouco positiva no lado do Oxigênio, o torque que será gerado quando essa molécula entrar em contato com um campo elétrico seja ele uniforme ou não, é responsável por dizermos que a molécula de água é uma molécula polar.
Propriedades singulares da água
2.1 - Coesão, adesão e tensão superficial 
Em um líquido as moléculas da superfície estão submetidas a uma força de atração para o interior devido a forças eletrolíticas. Este fenômeno dá origem a uma tensão tangencial a superfície ao longo de toda área livre do líquido que faz com que o mesmo adira ou não a superfície em contato em volta. 
Diz-se que coesão é a propriedade que uma substância tem de conservar-se unida resistindo a separação. Num comportamento contrário a adesão é a propriedade do líquido fixar-se na superfície de outros corpos. Por exemplo, a água tende a aderir a superfície em volta molhando esta superfície ou subindo acima do nível de repouso pelo efeito chamado de capilaridade, enquanto que com o mercúrio ocorre o fenômeno inverso. No caso da água temos que a adesão é superior a coesão e no do mercúrio a coesão é maior. 
A tensão superficial é o fenômeno que se verifica na superfície de separação entre dois fluidos não miscíveis. Esta tensão depende da natureza dos fluidos em contato e da temperatura. É determinada pela tensão por unidade de comprimento numa linha qualquer de separação e é geralmente simbolizada pela letra grega minúscula "  " e expressa em unidades de força por unidade de comprimento.
O Fenomeno de Coesão por exemplo faz com que as moléculas de água fiquem unidas através das pontes de hidrogênio, permanecendo unidas, resistindo à separação. Podemos observar essa coesão em uma gota de água sobre uma superfície, formando uma espécie de película resistente, pois as moléculas estão fortemente aderidas umas às outras. No caso de Adesão ocorre o contrário, graças a sua polaridade, as molecula de água tende a atrair e ser atraída por outras moléculas polares. E essa propriedade não poderia ser totalmente valida para outros liquidos, pois a molecula de água é considerada um dipolo elétrico e por isso ocorrem essas propriedades.
2.2 - A água é um solvente.
Também devido à sua polaridade, a água é um bom solvente. Substâncias que se misturam bem e se dissolvem na água (por exemplo, os sais) são conhecidas como substâncias hidrofílicas, ao passo que as que não se misturam bem em água (por exemplo, gorduras e óleos) são chamadas hidrofóbicas. A capacidade de uma substância se dissolver em água depende de ela poder ou não igualar ou superar as grandes forças atrativas que as moléculas de água exercem umas sobre as outras. Se uma substância tiver propriedades que a impeçam de superar essas grandes forças intermoleculares, suas moléculas são “expulsas” da água, e não se dissolvem. Ao contrário do que normalmente se acredita, a água e as substâncias hidrofóbicas não se “repelem”, e a hidratação de uma superfície hidrofóbica é favorável energeticamente, mas não entropicamente. Quando um composto iônico ou polar entra em contato com a água, é rodeado por moléculas de água (hidratação). O tamanho relativamente pequeno das moléculas de água tipicamente permite que muitas delas rodeiem uma única molécula de soluto. As extremidades parcialmente negativas do dipolo da água são atraídas pelos componentes positivamente carregados do soluto, e vice-versa com as extremidades positivas.
Em geral, substâncias iônicas e polares como ácidos, álcoois e sais são relativamente solúveis em água, e substâncias apolares como gorduras e óleos, não. Moléculas apolares permanecem juntas na água porque é energeticamente mais favorável para as moléculas de água ligar-se umas às outras por ligações de hidrogênio.
2.3 - Viscosidade 
A viscosidade dum fluido indica a sua resistência a fluir, isto é, a dificuldade duma camada deslizar ao longo doutra camada. Como as pontes de hidrogénio podem restringir o deslizar de camadas adjacentes de líquidos, a viscosidade da água é relativamente elevada em comparação com solventes que estabeleçam poucas ou nenhumas pontes de hidrogénio, como por exemplo a acetona, o benzeno, e outros solventes orgânicos com moléculas pequenas.
2.4 - Maior Densidade no Estado Liquido
Quando o gelo funde o volume total da água diminui. Isto deve-se a que no estado líquido as moléculas se organizam mais eficientemente que no estado sólido, ficando cada uma rodeada por outras 5 ou 6 moléculas, em oposição ao estado sólido em que, cada molécula de água está rodeada apenas por 4 outras. O resultado desta diferença de organização é que a água expande-se quando solidifica e, assim, o gelo tem uma densidade menor que a água líquida. Deste modo, durante o Inverno o gelo flutua nos lagos e correntes de água em vez de ir para o fundo.
2.5 - Compressibilidade
A água assim como qualquer outro líquido é incompressivel, e a ela são aplicadas todas as leis da hidraúlica.
Alem das caracteristicas acima mencionadas, a água atua como principal responsavel por diversos fenomenos que ocorrem na natureza, como por exemplo a fotossíntese nas plantas, e a respiração dos diversos seres vivos do planeta, pois o Oxigénio e o Dióxido de Carbono necessarios para esses fenomenos encontram-se dissolvidos na água. A água fornece também os iõs H+ e OH- , e é um reagente importante principalmente nas reações de condensação e hidrólise, é por esse e outros motivos que a água não pode ser substituída por outros líquidos em nos diversos processos que ocorrem na natureza.
Bibliografia
Kramer & Boyer, 1995
Referências iniciais citadas na Instrução pelo proprio Professor.