Capítulo II Água. Ph. Tampões. Carboidratos. Lipídios. Aminoácidos. Proteínas.

Capítulo II

Água. Ph. Tampões. Carboidratos. Lipídios. Aminoácidos.

Proteínas.

A água, solvente da Vida.

Entende-se por água potável (do latim potus, bebida, potabilis, bebível e potare, beber) a água bebível no sentido em que pode ser bebida por pessoas e animais sem causar doenças. O termo se aplica à água que foi tratada para consumo humano segundo padrões de qualidade determinado pelas autoridades locais e internacionais. O fornecimento de água potável é um problema que tem deixado o homem preocupado desde a antiguidade. Na Grécia antiga eram construídos aquedutos e tubulações de pressão para assegurar o abastecimento de água. Em algumas localidades são construídas cisternas para este mesmo fim.  Na União Européia  a norma 98/83EU estabelece valores máximos e mínimos que a água deve conter de minerais, germes patogênicos e alguns íons como cloretos, nitratos, nitritos, amônia, cálcio, magnésio, fosfato, arsênico, etc. O pH da água deve estar entre 6,5 e 8,5. Normalmente o controle da água potável é mais severo do que o aplicado às águas minerais engarrafadas. Ainda na Europa, calcula-se que o gasto médio por pessoa oscile entre 150 e 200 litros/dia, sendo que de 2 a 3 litros/pessoa são usados para beber. Em muitos países do mundo a água potável é um bem cada vez mais escasso. Teme-se que conflitos bélicos possam ser gerados pela possessão das fontes de água. Para que a água captada (poços, lagos, etc.) seja adequada para consumo humano, é necessário tratá-la corretamente para deixá-la pronta para o consumo, potável. Este processo é denominado potabilização e é realizado nas estações de tratamento. Existem diferentes métodos e tecnologias de potabilização, mas em todos eles constam, mais ou menos, as seguintes etapas:

1. Pré-cloração e Floculação: depois de uma filtração inicial para retirar fragmentos sólidos de grande tamanho, é adicionado o cloro (para eliminar os microorganismos da água) e outros produtos químicos que fazem com que as partículas sólidas precipitem formando flocos.

2. Decantação: nesta fase são eliminados os flocos e outras partículas presentes na água.

3. Filtração: a água é passada por diversos filtros para eliminar a areia e outras partículas que ainda possam ter ficado, eliminando, assim, a turbidez da água.

4. Cloração e Envio à Rede: para eliminar os microorganismos mais resistentes e para a desinfecção dos canos da rede de distribuição.

Quando se refere à temperatura, cor, densidade e  pH da água, são muitos os motivos e as causas responsáveis por ocasionar cada uma destas propriedades encontradas nela, deste a intensidade do Sol; à quantidade de salinidade presente na água; a existência de H+(Hidretos) e OH- (hidroxilas) que definem o pH da água e ainda os materiais orgânicos que originam a cor da água. Para se entender melhor como se classifica essas propriedades, as trataremos separadamente.

Temperatura.

Temperatura é uma grandeza física que mensura a energia cinética média de cada grau de liberdade de cada uma das partículas de um sistema em equilíbrio térmico. Em sistemas constituídos apenas por partículas idênticas essa definição associa-se diretamente à medida da energia cinética média por partícula do sistema em equilíbrio térmico. A presente definição é análoga a afirmar-se que a temperatura mensura a energia cinética média por grau de liberdade de cada partícula do sistema uma vez consideradas todas as partículas de um sistema em equilíbrio térmico em um certo instante. A rigor, a temperatura é definida apenas para sistemas em equilíbrio térmico.  Dentro do formalismo da termodinâmica, que leva em conta apenas grandezas macroscopicamente mensuráveis, a temperatura é, de forma equivalente, definida como a derivada parcial da energia interna U em relação à entropia S para um sistema em equilíbrio termodinâmico:

A medição da temperatura usando os modernos termômetros científicos e escalas de temperatura tem suas origens no século XVIII, quando Gabriel Fahrenheit adaptou um termômetro de Mercúrio a uma escala de temperatura desenvolvida pelo dinamarquês Ole Rømer. A escala Fahrenheit é ainda usada em alguns países, incluindo os Estados Unidos, para propósitos não-científicos.

·         Partículas puntuais ou monoatômicas têm três graus de liberdade, correspondendo à liberdade de movimento nas três direções espaciais X, Y, Z. Se as partículas forem moléculas diatômicas rígidas há 5 graus de liberdade, três associados às translações citada e dois associados aos dois eixos perpendiculares de rotação da molécula (o giro sobre o eixo é desprezível). Se os átomos puderem ainda oscilar longitudinalmente há mais um grau cinético, em um total de 6 graus de liberdade cinéticos (7 incluso a parcela de energia potencial elástica). O raciocínio se estende para moléculas triatômicas e para moléculas mais complexas, onde o número de graus de liberdade pode ser consideravelmente maior, principalmente quando incluem-se os modos normais de vibração.

·         Na primeira definição tem-se a média da energia cinética de um dado grau de liberdade de uma partícula específica ao longo de um tempo suficientemente longo, e também que esta média será a mesma para qualquer grau de liberdade de qualquer partícula considerada (princípio da equipartição da energia). Já na segunda definição tem-se que a temperatura também mensura a energia cinética média por grau de liberdade de cada partícula do sistema como a razão, determinada em um dado instante de tempo em particular, entre a energia cinética total associada às partículas do sistema (a energia térmica) e o número total de graus de liberdade cinéticos associados às mesmas partículas, bem como a igualdade dos resultados quaisquer que sejam os instantes de tempo escolhidos. A igualdade destas definições, e do valores obtidos qualquer que seja a partícula similar escolhida na primeira definição ou o instante de tempo escolhido na segunda, só é possível em virtude do sistema encontrar-se em equilíbrio térmico, sendo este um requisito indispensável às definições de temperatura conforme apresentadas.

·         Herch Moysés Nussenzveig. Curso de Física Básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor. 3ª ed. [S.l.]: Edgard Blücher, 1996. vol. 2. ISBN 85-212-0045-5

·         UFSC - Disciplina FSC5137 - Ondas e Calor - Pág. 6

·         A energia térmica de um sistema pode alterar-se em função da variação da energia interna deste sistema, que ocorre ou por calor ou pela execução de trabalho (ver primeira lei da termodinâmica), ou ainda pela simples conversão de energia térmica em energia potencial interna ao sistema sem que haja, entretanto, alteração na energia interna do sistema.

·         O zero kelvin implica que todos os átomos e moléculas estão no estado fundamental, e não necessariamente com energia cinética nula. Entretanto a energia cinética no estado fundamental é extremamente baixa em comparação com os valores a temperaturas pouco acima do zero absoluto e pode para quase todos os casos ser completamente negligenciada. Sobre o zero absoluto

·         Fox, Maggie (15/02/2010). Cientistas desenvolvem maior temperatura da história nos EUA. O Globo. Página visitada em 16/02/2010.

·         Teste obtém a maior temperatura da história. Estadao.com.br (16/02/2010). Página visitada em 16/02/2010.

·         A definição da escala Célsius guarda íntima conexão com os pontos de fusão e ebulição da água sob pressão de 1 atm., encontrando-se o primeiro a 0 °C e o último a 100 °C, conforme tal definição. Tais pontos são em verdade os que definem a escala célsius. As correlações com a escala kelvin são, entretanto, inevitáveis.

·         Kittel and Kroemer, pp. 462 (em inglês)

·         Comparam-se aqui gases com partículas que possuam igual número de graus de liberdade

·         Vu-Quoc, L., Configuration integral (statistical mechanics), 2008 (em inglês)

·         doi:10.1088/0004-637X/707/2/916

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·         Kolb, Edward; TURNER, Michael. The Early Universe (em inglês). Reading: Addison-Wesley, 1994. p. 14-16. ISBN 0-201-62674-8

·         Os subindices na expressão do calor Q derivam das palavras inglesas Hot (quente) e cold (frio). Repare que QH, QM e QC na análise subsequente referem-se respectivamente aos MÓDULOS dos calores envolvidos, e não aos valores dos calores em si, que a rigor, obedecem a convenção de sinais adotas ao abordar-se a primeira lei.