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02 Propriedades da água

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PROPRIEDADES DA ÁGUA
PROPRIEDADES FÍSICAS
• massa específica
• calor específico
• calor latente de fusão
• calor latente de vaporização
ESTADO DA ÁGUA
• A existência da água na Terra em todas as três fases (vapor, líquido e 
sólido) é um dos aspectos que torna o planeta único.
MASSA ESPECÍFICA
• A massa específica, ou densidade, é a massa por unidade de volume de
uma substância e o peso específico é o peso por unidade de volume.
• Para a massa específica normalmente é usado o símbolo ρ, e nas
unidades do SI é dada em Kg.m-3.
• O peso específico é simbolizado pela letra grega γ dado em unidades
de N.m-3.
• As duas variáveis estão relacionadas pela segunda lei de Newton,
usando a aceleração da gravidade (g):
• a 3,98oC a massa específica é de 1000 Kg.m-3.
g⋅= ργ
MASSA ESPECÍFICA
• A variação do valor da massa específica da água com a
temperatura é bastante incomum, e tem um importante papel no
meio ambiente.
• Por exemplo, a água líquida a 0oC é mais densa que o gelo.
• Por outro lado, quando a água líquida a 0oC é aquecida sua
densidade inicialmente aumenta até a temperatura de 3,98oC,
quando a sua massa específica atinge 1000 Kg.m-3.
• A partir desta temperatura a densidade da água diminui com o
aumento da temperatura, como acontece com a maior parte das
substâncias.
68,198,3019549,01000 −⋅−= Tρ
MASSA ESPECÍFICA DA ÁGUA
MASSA ESPECÍFICA DA ÁGUA
• Gelo bóia sobre água fria
• Lagos congelam pela
superfície
• Acima de +/- 4°C a água
quente é mais leve, e fica mais
próxima à superfície
COMPORTAMENTO DA TEMPERATURA DA 
ÁGUA EM LAGOS
MASSA ESPECÍFICA COM MISTURA
• A presença de substâncias dissolvidas ou em suspensão na água 
pode alterar a sua massa específica. 
• Assim, a água salgada é mais densa do que a água doce, e a água 
com alta concentração de sedimentos de alguns rios pode ter 
densidade significativamente diferente da água limpa a mesma 
temperatura.
ÁGUA SALGADA
CALOR ESPECÍFICO
• Calor específico é a
quantidade de energia
necessária para fazer a
matéria mudar sua
temperatura.
• Por exemplo: são
necessários X calorias para
elevar a temperatura do
cobre em Y graus.
CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA
• A estrutura molecular da água (H2O) é responsável por uma
característica fundamental da água que é a sua grande
inércia térmica, isto é, a temperatura da água varia de
forma lenta.
• O sol aquece as superfícies de terra e de água do planeta
com a mesma energia, entretanto as variações de
temperatura são muito menores na água.
• Em função deste aquecimento diferenciado e do papel
regularizador dos oceanos, o clima da Terra tem as
características que conhecemos.
CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA
• Cada grama de água precisa receber cerca de uma caloria para 
aumentar sua temperatura em 1 oC.
• Em unidades do SI o calor específico da água (cp) é de 4216 J.Kg-1.K-1. 
• Isto significa que é necessário fornecer 4216 Joules de energia para 
cada Kg de água ter sua temperatura aumentada em 1 Kelvin.
CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA LÍQUIDA
• Mas o calor
específico da 
água não é 
exatamente
constante:
Temperatura (oC) Calor específico
(cal.g-1.C-1)
-10 1.0200
0 1.0074
5 1.0037
10 1.0013
15 0.9998
20 0.9988
25 0.9983
30 0.9980
35 0.9979
40 0.9980
45 0.9982
50 0.9985
CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA LÍQUIDA
Temperatura 
(oC)
Calor específico
(cal.g-1.C-1)
-10 1.0200
0 1.0074
5 1.0037
10 1.0013
15 0.9998
20 0.9988
25 0.9983
30 0.9980
35 0.9979
40 0.9980
45 0.9982
50 0.9985
CALOR LATENTE DE FUSÃO
• A quantidade de energia recebida pela água congelada a 0oC
durante o processo de fusão é denominada calor latente de fusão.
• O valor do calor latente de fusão da água é de, aproximadamente,
334 KJ.Kg-1.
CALOR LATENTE DE VAPORIZAÇÃO
• A quantidade de energia absorvida pela água na passagem da fase
líquida para a gasosa (vapor) é o calor latente de vaporização.
• A temperaturas abaixo de 100 oC algumas moléculas de água na
superfície podem romper as ligações inter-moleculares com as
moléculas vizinhas e escapar do meio líquido, vaporizando-se.
• Assim, a vaporização pode ocorrer a temperaturas inferiores à do
ponto de ebulição.
• A 100 oC o calor latente de vaporização é de 2,261 MJ.Kg-1, o que
corresponde a cinco vezes mais energia do que a necessária para
aquecer a água de 0 a 100 oC.
CALOR LATENTE DE VAPORIZAÇÃO
• O calor latente de vaporização decresce com o aumento da 
temperatura. Esta relação pode ser aproximada pela equação 
abaixo:
T⋅−= 002361,0501,2λ
CALOR LATENTE DE VAPORIZAÇÃO
• O calor latente de
vaporização decresce com o
aumento da temperatura. Esta
relação pode ser aproximada
pela equação abaixo:
T⋅−= 002361,0501,2λ
EXERCÍCIOS
1. Mostre que o calor latente de vaporização da água a 100 oC
corresponde a mais de cinco vezes a energia necessária para
aquecer a água de 0 a 100 oC.
2. Calcule o aumento de temperatura médio da água em uma
piscina com 100 m2 de área e 2 m de profundidade devido à
absorção de radiação de 7 MJ.dia-1. Considere que a temperatura
inicial é de 20 oC, e que não existem perdas de calor na água da
piscina e nem evaporação da água.
3. Qual seria o aumento de temperatura da água de um rio que passa
por uma cachoeira de 50 m de altura, se toda a energia dissipada
se transformasse em calor e aquecesse a água?
	Número do slide 1
	Propriedades da água
	Propriedades físicas
	Estado da água
	Massa específica
	Massa específica
	Massa específica da água
	Massa específica da água
	Comportamento da temperatura da água em lagos
	Massa específica com mistura
	Água salgada
	Calor específico
	Calor específico da água
	Calor específico da água
	Calor específico da água líquida
	Calor específico da água líquida
	Calor latente de fusão
	Calor latente de vaporização
	Calor latente de vaporização
	Calor latente de vaporização
	Exercícios

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