Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Engenharia Civil
Aula 2 – Propriedades da Água
Professora Mayara Moraes
Curiosidades sobre a água
• Propriedades físicas e químicas incomuns.
• É a substância mais presente na superfície do
planeta Terra, cobrindo mais de 70% do globo.
• O corpo humano é composto por água mais ou
menos na mesma proporção.
• É a única substância na Terra naturalmente
presente nas formas líquida, sólida e gasosa.
• Todas as formas de vida necessitam da água para
sobreviver.
• A busca de vida em outros planetas está
fortemente relacionada a busca de indícios da
presença de água.
Propriedades da água
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Massa específica,
Calor específico,
Calor latente de fusão,
Calor latente de vaporização,
Viscosidade,
Propriedades moleculares
Propriedades inter-moleculares.
Massa específica / Peso específico
• Massa específica (densidade) = Massa por
unidade de volume.
– Simbologia: ρ
– Unidade do SI: Kg/m³.
– A 3.98C, a massa específica da água é de 1000 Kg /m³.
• Peso específico = Peso por unidade de volume.
– Simbologia: γ
– Unidade do SI: N/m³.
• As duas variáveis estão relacionadas pela
segunda lei de Newton:
– γ = ρ x g; g = aceleração da gravidade.
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.
– A água líquida a 0C é mais densa que o gelo.
– Quando a água líquida a 0C é aquecida, sua
densidade inicialmente aumenta até a
temperatura de 3.98C, quando a sua massa
específica atinge 1000 Kg/m³.
– A partir desta temperatura, a densidade da água
diminui com o aumento da temperatura, como
acontece com a maior parte das substâncias.
Massa específica
Ρ = 1000 – 0.019549.T-3,981,68
1000
9998.7
Densidade
(kg/cm³)
A massa específica da
água a 3,98C é de 1000
Kg/m³. A do gelo é de ±
920 Kg/m³.
9583.8
0
3.98
Temperatura (C)
100
Massa específica
• Importante para o comportamento de
lagos e reservatórios em ambientes frios.
Massa específica
• A presença de substâncias dissolvidas ou
em suspensão na água pode alterar a sua
massa específica.
– A água salgada é mais densa do que a água
doce;
– A água com alta concentração de sedimentos
de alguns rios pode ter densidade
significativamente diferente da água limpa a
mesma temperatura.
Calor específico
• Relaciona a variação da quantidade de energia à
variação da temperatura de uma substância.
– Quantidade de energia absorvida ou liberada (ΔH)
por uma massa M de uma substância enquanto sua
temperatura aumenta ou diminui por um valor de ΔT.
• ÁGUA: Cp = 4216 J/Kg K.
– É necessário fornecer 4216 Joules de energia para
cada Kg de água ter sua temperatura aumentada em
1 grau Kelvin.
– Cada grama de água precisa receber cerca de uma
caloria para aumentar sua temperatura em 1C.
Calor específico
• A estrutura molecular da água (H2O) é
responsável por sua grande inércia térmica.
Variação lenta da temperatura
• 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 latente de fusão
• Quantidade de energia liberada pela água
congelada a 0C durante o processo de
fusão.
• Fusão: Passagem do estado sólido para o
estado líquido.
• Água: ± 334 KJ/Kg.
Calor latente de vaporização
• Quantidade de energia absorvida pela água
durante o processo de vaporização.
• A vaporização pode ocorrer a temperaturas
inferiores à do ponto de ebulição.
– Abaixo de 100C, algumas moléculas de água na
superfície podem romper as ligações intermoleculares com as moléculas vizinhas e escapar
do meio líquido, vaporizando-se.
• Água a 100C: 2,261 MJ/Kg.
– Cinco vezes mais energia do que a necessária
para aquecer a água de 0 a 100C.
Calor latente de vaporização
• O calor latente de vaporização decresce
com o aumento da temperatura.
• Esta relação pode ser aproximada pela
equação abaixo:
 = calor latente de vaporização (MJ/Kg)
T = temperatura (C)