Apostila 01 - Relações Hídricas
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Apostila 01 - Relações Hídricas


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hidrogênio e oxigênio possam vibrar livremente, 
quase como se fossem íons livres. Para apreciarmos devidamente esta 
característica vamos comparar duas substâncias: ferro e água. Suponhamos que 
a mesma quantidade de calor foi absorvida pelas duas substâncias, mas como a 
capacidade do ferro de reter calor é menor do que a da água, por causa do menor 
calor específico, ele permanecerá quente por menos tempo, apesar de apresentar 
temperatura máximas superiores às da água. 
 
6. Calor latente de vaporização: é a energia necessária para separar moléculas 
da fase líquida e movê-las para a fase gasosa a temperatura constante. O calor 
latente de vaporização para 1,0 g de a água a 25oC é 10,5 KJ.mol-1. Este alto valor 
pode ser explicado pela tenacidade das pontes de hidrogênio e pela grande 
quantidade de energia necessária para quebrar as pontes de hidrogênio e tornar 
as moléculas de H2O livres umas das outras. O alto calor latente de vaporização 
permite o resfriamento da planta pela evaporação da água a partir dos sítios de 
AUTORA: Profª Dra Lourdes Isabel Velho do Amaral 2011 
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evaporação das folhas. Este é um poderoso efeito de resfriamento, pois para cada 
grama de água evaporada a 15oC, a folha perde 2.462 J (energia calorífica). 
O ponto de vaporização é outra surpreendente característica da água. A água 
ferve a temperaturas muito altas \u2013 100°C ao nível d o mar \u2013 quando comparada 
com outras moléculas de tamanho similar. Por não seguir o comportamento 
padrão, ela ocorre na forma líquida nas pressões e temperaturas existentes na 
Terra, senão existiria apenas na forma gasosa nas CNTP e a vida como nós 
conhecemos não seria possível (Sutcliffe 1979; Mahoney 2007). 
 
7. Calor latente de fusão: grande quantidade de energia é necessária para 
transformar gelo em água a 0oC. Isto significa que é preciso retirar uma enorme 
quantidade de energia antes que a água congele. Para transformar 1 g de gelo a 
0oC em água líquida é necessária 335J (80 cal) ou 5,9 KJ.mol-1. No gelo cada 
molécula de H2O é cercada por outras 4, formando uma estrutura tetraédrica. Os 
tetraedros são arranjados de tal maneira que o cristal de gelo é basicamente 
hexagonal, como demonstrado no padrão dos flocos de neve. Durante o degelo, o 
volume total de água decresce, pois as moléculas são empacotadas de forma 
mais eficiente no líquido do que no sólido. No líquido cada molécula é cercada por 
cinco ou mais moléculas. O resultado do empacotamento diferencial é que a água 
expande quando congela, tanto que o gelo tem uma densidade menor do que a 
água líquida. Embora no estado líquido cada molécula é cercada por cinco ou 
mais moléculas, a maioria das moléculas de água está ligada fortemente a apenas 
outras duas. Isto implica que no líquido as moléculas de água podem estar 
arranjadas em anel ou em cadeias que são agrupadas por pontes de hidrogênio 
adicionais mais fracas (Mahoney, 2007). 
 
8. Capilaridade: a presença de pontes de hidrogênio na água causa a 
propriedade da coesão, que é a atração mútua entre as moléculas. A adesão é 
atração da água a uma fase sólida, ou seja, atração entre moléculas diferentes. 
Estas moléculas podem ser parede celular, superfícies de vidro entre outras. As 
duas propriedades coesão e adesão, além da tensão superficial dão origem ao 
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fenômeno da CAPILARIDADE. A ascensão da água por capilaridade cessa 
quando a coluna de água se equilibra com as forças de tensão superficial e 
adesão. É desta maneira que a água se move entre as partículas do solo e nas 
paredes das células vegetais. 
 
9. Viscosidade: a viscosidade é a propriedade dos fluidos relacionada com o 
transporte microscópio por difusão molecular. Pode ser concebida como 
resistência ao fluxo. Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor a velocidade em 
que o fluido se movimenta. Para outros líquidos, alta tensão superficial significa 
alta viscosidade, mas a água possui uma alta tensão superficial e uma baixa 
viscosidade. A coesão confere à água uma alta tensão, ou seja, a resistência à 
tração sem quebrar. Por outro lado a sua viscosidade é baixa, suas moléculas 
deslizam com relativa facilidade. Isto é causado pela contínua flutuação das 
pontes de hidrogênio que são feitas e desfeitas em 10-11 s, na água líquida. 
 
10. Limpidez: a água líquida é quase incolor, facilitando a transmissão de luz. 
Absorve luz especialmente na região do vermelho, o que explica a cor verde-
azulada, de mares e lagos. 
 
Tabela 1: Dados comparativos das propriedades físicas e químicas de moléculas 
pequenas como a água 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CH4 NH3 OH2 FH Ne 
 
Peso molecular 
 
16,4 17,02 18,02 20,01 20,18 
Ponto de fusão 
 
-182°C -77,7°C 0°C -83°C -248,6°C 
Ponto de vaporização 
 
-161,5°C -33,4°C 100°C 19,5°C -246,1°C 
\u2206°C fusão-vaporização 20,5°C 44,3°C 100°C 102,5°C 2,5°C 
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III. POTENCIAL HÍDRICO 
 
a) Energia Livre de Gibbs: É uma medida da energia máxima disponível dentro 
do sistema para conversão em trabalho, a pressão e temperatura constantes. 
G = H - TS 
onde, 
H = entalpia 
S = entropia 
T = temperatura Kelvin 
 
como, H = E + PV \u21d2 G = E + PV - TS 
onde, 
E = energia interna 
PV = pressão X volume 
 
É muito difícil conceituar em termos absolutos a energia livre, mas podemos fazer 
comparações, entre um estado de energia conhecido e outro desconhecido nos 
permite predizer a direção de uma mudança espontânea. 
A B \u2261 decréscimo da energia livre 
(quantidade máxima de trabalho) 
B A \u2261 aumento da energia livre 
(quantidade mínima de trabalho) 
 
Em um sistema sob condições de temperatura e pressão constante, 
uma mudança espontânea sempre se verifica com decréscimo de energia livre. 
\u2206G = \u2206H - T\u2206S 
\u2206G = variação da energia livre de Gibbs 
\u2206H = variação da energia total do sistema 
T\u2206S = energia não disponível para realizar trabalho. Mede o estado de 
desorganização do sistema 
 
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Como entalpia e entropia são difíceis de medir, em reações químicas 
utilizamos: 
\u2206Go = variação da energia livre sob condições padrão. Significa que um 
mol de cada reagente será transformado em um mol de cada produto. 
\u2206Go = -RT ln Keq 
 
onde, 
\u2206Go = variação da energia livre sob condições padrão 
R = constante universal dos gases (8,314 J.mol-1.K-1 ou 1,987 cal.mol-1 .K-1) 
T = temperatura absoluta em oK 
Keq = constante de equilíbrio 
 
Numa reação: 
A + B \u21d4 C + D 
 
[C] [D] 
Keq = ___________ 
[A] [B] 
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a) Se formar mais produto e consumir reagente, a Keq > 1 então o ln Keq = (+) 
\u2206Go = -RT ln Keq 
 \u2193 \u2193 
(-) X (+) 
\u2206Go = (-) \u21d2 O processo é espontâneo 
 
b) Se formar menos produto, consumindo pouco reagente, Keq < 1, então o ln Keq 
= (-) 
\u2206Go = -RT ln Keq 
 \u2193 \u2193 
(-) X (-) 
\u2206Go = (+) \u21d2 O processo não é espontâneo 
 
b) Potencial químico: 
- Qualidade extensiva: Sabemos que quanto maior for o volume de uma 
substância, maior será sua energia livre, ou seja, quanto mais moles da 
substância maior será a capacidade para realizar trabalho. 
 
- Qualidade intensiva: é a energia livre de uma substância em relação a uma 
quantidade unitária daquela substância. É vantajoso usar a qualidade intensiva 
pois ela é independente do volume. Usamos então o potencial químico. 
 
µi = potencial químico, energia livre por mol da substância. 
Para soluções diluídas, o potencial químico, é aproximadamente proporcional à 
concentração. Mas ele é mais bem expresso em termos de atividade. 
µi = RT ln ai