Aula 2 o mundo físico

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Aula 02 – O ambiente físico
Professor Franklin Aragão
Capítulo 2 – 5° edição
Capítulos 2 e 3 – 6° edição
Titanic x água
INTRODUÇÃO
- A vida depende do mundo físico
- Mundo físico também restringe a vida
- Os seres vivos tem a capacidade de agir contra as
forças físicas
A água tem muitas propriedades favoráveis 
à manutenção da vida
- Geralmente líquida
- Poderoso solvente
- Meio para reações químicas
- Conduz rapidamente o calor
- Temperatura muda lentamente
- Torna-se menos densa a medida que resfria abaixo de 4
°C.
- Menos densa quando congelada.
A água tem muitas propriedades 
favoráveis à manutenção da vida
-Torna-se menos densa a medida que resfria abaixo de 4 °C.
- Menos densa quando congelada.
A água tem muitas propriedades favoráveis 
à manutenção da vida
A água tem muitas propriedades favoráveis 
à manutenção da vida
Molécula de água
• Quando o gelo se funde ou a água evapora o calor é absorvido pelo sistema
– A tendência de as moléculas de água se associarem por meio de pontes de
hidrogênio é compensada pelo impulso energético em direção a desordem
A água tem muitas propriedades favoráveis 
à manutenção da vida
O empuxo e a viscosidade da água
- Sustentação para organismos
- Viscosa: resiste ao fluxo e ao movimento de um
corpo
- Animais e plantas são mais densos a água e por
isso tem mecanismos para reduzir ou retardar a
densidade
O empuxo e a viscosidade da água:
A bexiga natatória
No Raso No fundo
http://blog-crvimagem.blogspot.com/2010/05/bexiga-natatoria.html
O empuxo e a viscosidade da água:
Gotas de óleo
O empuxo e a viscosidade da água:
Esqueletos cartilaginosos
O empuxo e a viscosidade da água:
Uso de apêndices
O empuxo e a viscosidade da água:
Formas alongadas
Tensão superficial da água
..\vídeos\Tensão superficial da água - YouTube.flv
Todas as águas tem substâncias dissolvidas
- Excelente solvente
- Solvatação
- Escoamento durante as chuvas
- Lagos e rios → 0,01-0,02% de minerais
Ca2+ , HCO3
- e SO4
2-
- Oceanos → 3,4% de minerais
Na+ , Cl- e Mg2+
Dessalinizadores
Dissolução do cloreto de sódio (NaCl) em água
Aumento de entropia dos íons sódio e cloreto e solvatação desses íons
Obs. Compostos como o benzeno e o hexano não se dissolvem na água e quando
misturados com ela formam duas fases. Isto acontece porque, diferentemente do NaCl,
compostos apolares interagem de forma energeticamente desfavoráveis com a água
Todas as águas tem substâncias dissolvidas
Todas as águas tem substâncias dissolvidas
Todas as águas tem substâncias dissolvidas
- Nos oceanos o Ca2+ forma CaCO3 (pouco solúvel)
- Em água doce:
Nitrogênio abundante e Fósforo precipita
- Em água salgada:
Fósforo disponível e Nitrogênio limitante
A concentração de H+ afeta os sistemas
A concentração de H+ afeta os sistemas
- pH nas águas naturais varia de 6 a 9
- H+ dissolve rochas e solos:
- Essa reação remove H+ e Aumenta o pH da água
Regiões calcárias: “água dura”
- “água mole”: pouco Ca2+ .
Formação de H2CO3 por CO2: abaixa o pH da água
A concentração de H+ afeta os sistemas
A concentração de H+ afeta os sistemas
- pH altera as reações bioquímicas nos organismos
- pH do sangue humano entre 7,3 e 7,5
- Há bactérias extremófilas que habitam regiões com pH
0
- As plantas adquirem os nutrientes inorgânicos de que
precisam na forma de íons dissolvidos na água ou no solo
- A quantidade de água no solo e sua disponibilidade
para as plantas variam com a estrutura física do solo
- Quanto mais área de superfície o solo tem por unidade
de volume, mais água consegue reter
- Os solos consistem em partículas de argila, silte e areia,
assim como partículas de material orgânico em
proporções variadas.
- As partículas de argila são as menores, em tamanhos
abaixo de 0,002 mm de diâmetro; partículas de silte
podem variar de 0,002 até 0,05 mm de diâmetro; as
partículas de areia são as maiores, mais do que 0,05 mm.
-A intensidade das forças de atração que retém a
água no solo é chamada de potencial de água do
solo.
- Potencial mátrico
- Por convenção, a água pura é definida como tendo
um potencial de zero. A água sempre se move de um
potencial de água mais alto para o mais baixo.
- capacidade de campo do solo: quantidade de água
retida contra a gravidade por um potencial mátrico
de -0,01 Mpa. É a quantidade máxima de água
disponível para uma planta num solo bem drenado.
O carbono e o oxigênio estão intimamente 
envolvidos nas transformações biológicas
O carbono e o oxigênio estão intimamente 
envolvidos nas transformações biológicas
- Oxidação x redução
- Assimilação
- Autotróficos x heterotróficos
O carbono e o oxigênio estão intimamente 
envolvidos nas transformações biológicas:
FOTOSSÍNTESE X RESPIRAÇÃO
A Disponibilidade 
limitada de carbono
- Plantas assimilam mais C pela
fotoss. Do que oxidam pela
respiração
- CO2 na atmosfera: 0,03%
- Absorção de CO2 x perda de H2O
(500 g de H2O/g de C).
-Plantas aquáticas: CO2 na água
0,03%
na água formam-se H2CO3 e HCO3
-
- HCO3
- de 3 a 6%
O O2 é escasso na água
- Limita metabolismo dos animais no ambiente aquático
- Aproximadamente 21% na atmosfera e 1% água doce
(0°C)
- Camadas profundas aliadas a elevado metabolismo
diminuem bastante quantidade de O2
O O2 é escasso na água
O O2 é escasso na água
ONDE É ISSO?
http://www.oktiva.net/oktiva.net/1364/nota/54403
A disponibilidade de nutrientes 
inorgânicos influencia a abundância 
da vida
- CHONPS
- Disponibilidade para plantas: forma química,
temperatura, acidez, presença de outros íons.
A disponibilidade de nutrientes 
inorgânicos influencia a abundância 
da vida
A disponibilidade de nutrientes 
inorgânicos influencia a abundância 
da vida
A luz é a fonte primária de energia 
para a biosfera
- Fotossíntese
- Visível (400 a 700 nm)
- PAR: radiação fotossinteticamente ativa.
- Em quais organismos e em que local da célula ocorre a
fotossíntese?
O ciclo do carbono e do oxigênio
Luz
Combustíveis reduzidos 
e oxigênio
Os combustíveis 
reduzidos são 
fonte de alimentos 
para os animais
O ozônio e a radiação UV
 Destruição da camada de ozônio
o O gás ozônio O3 está situado na atmosfera, entre 11 e 50 km de
altitude.
o O ozônio forma-se a partir do gás oxigênio (O2).
o A camada de ozônio filtra a radiação ultravioleta proveniente do sol.
o Esses raios possuem alto potencial mutagênico, sendo considerados
fatores desencadeadores de câncer, principalmente o de pele.
O uso do gás CFC em refrigeradores, e sprays aerossóis, tem contribuído para a
destruição da camada de ozônio.
O ozônio e a radiação UV
O ozônio e a radiação UV
- CFC
- Buracos na camada de ozônio principalmente em
elevadas latitudes.
- Vem sendo substituído por Hidroclorofluorcarbonetos
(contem menor quantidade de halogênios substituindo
os hidrogênios na molécula)
- Impacto avaliado em apenas 10% o do CFC.
O ozônio e a radiação UV
O ozônio e a radiação UV
Antártida: grandes problemas!
http://tempo.folha.com.br/iuv/
A Luz infravermelha e o efeito estufa
O efeito estufa
http://notasverdes.blog.com/2010/09/16/feicorte-
feira-de-gado-de-corte-sustentavel/
O efeito estufa
Influencia de cada gás no efeito 
estufa
http://notasverdes.blog.com/2010/09/16/feicorte-
feira-de-gado-de-corte-sustentavel/
http://jakdeon.blogspot.com/2011/03/ch4-gas-metano-efeito-estufa.html
 Aumento do Efeito Estufa
o Da radiação solar que chega à Terra, parte é refletida pelas nuvens e
pela superfície terrestre, enquanto outra parte é absorvida.
o Dessa energia absorvida, grande parte é irradiada na forma de calor
(radiação infravermelha) mantendo a superfície terrestre aquecida.
o Vapor d’água, gás carbônico (CO2), metano (CH4), dióxido de
nitrogênio (NO2) são os principais responsáveis pela absorção de
calor.
o Esse fenômeno que ocorre naturalmente é conhecido como Efeito
Estufa.
O efeito estufa
Acúmulo de 
CO2
O efeito estufa
 Aumento do Efeito Estufa
o Concentração de CO2 na atmosfera
 Antes da revolução industrial: 0,029%
 Após a revolução industrial: 0,040%
o Gás metano (CH4)
 Liberado no processo de decomposição da matéria orgânica
 Fontes de emissão:
 Pântanos
 Agricultura
 Pecuária (digestão de animais herbívoros)
38% de aumento
O efeito estufa
 Protocolo de Kyoto - 1997
o Documento assinado inicialmente por 175 países, durante a realização
da Convenção sobre mudança climática em Kyoto, Japão.
o Com o objetivo propor a redução da emissão de gases de efeito estufa
na atmosfera, principalmente pelos países desenvolvidos, visando
impedir alterações no sistema climático.
o A meta era reduzir em 5,2% a emissão de gases estufa até o ano 2012,
partindo-se dos níveis de 1990.
Algumas das propostas:
 Reformar os setores de energia e transportes;
 Promover o uso de fontes energéticas renováveis;
 Limitar as emissões de metano;
 Proteger florestas e outros sumidouros de carbono.
O efeito estufa
 Protocolo de Kyoto – 1997
Foi estabelecido nesta conferência o “comércio de emissões” onde os países
em desenvolvimento com emissões abaixo do permitido podem vender suas
“cotas de emissão” aos países industrializados que podem também trocar por
plantações de florestas nestes países em desenvolvimento como “sumidouros
de carbono”
Os EUA, maiores poluidores do
planeta, alegando prejuízos no
setor industrial, não aderiram
ao protocolo.
O efeito estufa
 Protocolo de Kyoto
o O protocolo de kyoto expirou em 2012, e já havia o compromisso
da ONU e de alguns governos para o delineamento de um novo acordo
ou, o que é mais provável , de uma emenda no Protocolo de Quioto,
que estabeleceria novas metas a serem cumpridas após 2012.
o NOVAS METAS
o http://g1.globo.com/natureza/noticia/trump-anuncia-saida-dos-eua-
do-acordo-de-paris-sobre-mudancas-climaticas.ghtml
O efeito estufa
O espectro de absorção das plantas
O ambiente térmico proporciona 
diversas vias de ganho e perda de calor
O ambiente térmico proporciona 
diversas vias de ganho e perda de calor
- Condução: depende de contato
- Convecção: Movimento de calor em líquidos e gases em
temperaturas diferentes (em superfícies que sofrem
condução). Ex: camada limite de na superfície das folhas.
- Evaporação: 1g de H2O evaporado libera 2,43Kj a 30°C
Transpiração (plantas) depende da pressão de vapor que e da
temperatura. Respiração dos animais
O ambiente térmico proporciona 
diversas vias de ganho e perda de calor
- Condução:
O balanço térmico
Os organismos precisam lidar com 
extremos de temperatura:
CALOR
- Calor: acelera as reações químicas
- Maior temperatura → maior produtividade biológica
- Desnaturação protéica
- Fluidez das membranas
Tolerância ao calor
Tolerância ao calor
Tolerância ao congelamento
- Manter temperatura acima do ponto
de congelamento.
- Sal?
- Glicerol
- Glicoproteínas
Os organismos utilizam muitos 
estímulos físicos para perceber o 
ambiente
- Percepção de mudanças ambientais e tomar “atitudes”.
Os organismos utilizam muitos 
estímulos físicos para perceber o 
ambiente
- Percepção de mudanças ambientais e tomar “atitudes”.
Percebendo o som
Percebendo o som
Percebendo odores
- Olfato: Detecção de moléculas que se difundem através do
ar
-Busca por alimento
- reprodução
- Guia
- Atração de parceiros e polinizadores
Percebendo campos elétricos
Percebendo campos elétricos
http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/o_sentido_eletrico_dos_tubaroes_imprimir.htm
l
Percebendo o contato físico
- Rios com pobre visibilidade
- Uso de barbatanas como receptores
BAGRE
http://parodiando.wordpress.com/2008/09/
Percebendo o contato físico
- http://www.youtube.com/watch?v=9W0USlqdEl8