Puente de Hidrógeno
La cohesión molecular, que es la unión entre moléculas de agua con otras moléculas de agua, genera la tensión superficial. Si colocamos con muy despacio una aguja sobre la superficie de un vaso con agua, esta quedará flotando a pesar de que el metal es más denso y debería hundirse. Si observamos el agua goteando por una manguera podemos apreciar como se adhiere al borde y permanece unida por un delgado hilo de agua hasta que la atracción de la gravedad la desprende y entonces cae como una esfera. Estos dos efectos se deben a la tensión superficial del agua. Esta tensión se genera porque la última capa de moléculas de agua en la superficie del líquido no tiene como generar puentes de hidrógeno con más moléculas, por lo que se atraen con sus moléculas vecinas por más tiempo del que se atraen, en promedio, aquellas que están en zonas internas.
Por otro lado, la adhesión molecular, es decir, la capacidad de interactuar con moléculas de sustancias distintas, facilita el fenómeno que conocemos como capilaridad. Si colocamos dos placas pequeñas de vidrio una junto a la otra y sumergimos un extremo en agua, la acción cooperativa de la cohesión y la adhesión molecular hará que el agua ascienda por entre las dos placas; es lo que llamamos capilaridad. Esta misma acción capilar hace que el agua suba por tubos de vidrio muy delgados y por papel cuando los aproximamos al agua.
Otra característica importante del agua es su capacidad de absorción, es decir, la capacidad que tiene para penetrar por sustancias porosas como la madera o la roca. Cuando la madera se moja absorbe el agua y se hincha, por esa razón las puertas pueden deformarse y dejar de encajar bien en el marco. Por otro lado, las semillas de las plantas se aprovechan de esta facultad del agua para absorberla y lograr así su proceso de germinación.
La capacidad calorífica (o calor específico) es la cantidad de calor que se necesita para que una sustancia aumente su temperatura y se puede medir en calorías. Una caloría es la cantidad de calor que eleva en 1 °C la temperatura de 1 gr de agua (o bien de un mililitro o de un cm cubico de agua). La capacidad calorífica del agua es mayor que la de otros compuestos como el alcohol, el aceite o el hierro; significa que se necesita más calor para incrementar la temperatura del agua de lo que se necesita para incrementar la temperatura de los otros compuestos, pero también significa que tardará más tiempo en desprenderse de ese calor, es decir, de enfriarse. Esta capacidad del agua es muy útil para los seres vivos porque les permite tener un amortiguador de cambios de temperatura corporal.
El agua tiene también un alto calor de vaporización, de 100 °C a una atmósfera de presión. La vaporización o evaporación ocurre porque cuando se añade calor al agua parte de las moléculas del líquido se mueven tan rápido que escapan hacia el aire. Cuanto más calor se añade al líquido más rápido se mueven sus moléculas y más alta es la taza de evaporación. Al evaporarse, las moléculas de agua se llevan consigo el calor que fue necesario para romper los puentes de hidrógeno con sus moléculas vecinas. En los seres vivos la evaporación del sudor funciona como refrigerante del cuerpo.
Otra capacidad importante que tiene el agua es la de disminuir su densidad al congelarse. La mayoría de los líquidos se vuelven más densos a medida que se van enfriando debido a la disminución del movimiento de sus moléculas por la pérdida de calor, ocasionando que queden cada vez más cerca unas de otras. En el agua este principio se cumple hasta que llega a una temperatura de 4 °C, por debajo de este punto las moléculas de agua se mueven tan lento que cada una de ellas puede mantener su interacción por puentes de hidrógeno con otras cuatro moléculas vecinas (cosa que no puede hacer a temperaturas más altas). La geometría tetraédrica de la molécula de agua hace que, bajo estas condiciones de mayor estabilidad de los puentes de hidrógeno, tengan que separarse ligeramente unas de otras a razón de un noveno del volumen inicial. Esto hace que el hielo sea menos denso que el agua y por lo tanto flote en ella; un efecto particularmente importante en zonas cercanas a los polos de la tierra en donde los lagos y ríos se congelan en invierno. Al ser menos denso que el agua, la formación de hielo se lleva a cabo solamente en la superficie dejando el fondo en estado líquido y permitiendo que la vida de peces y otros seres vivos continúe.
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Por otro lado, la adhesión molecular, es decir, la capacidad de interactuar con moléculas de sustancias distintas, facilita el fenómeno que conocemos como capilaridad. Si colocamos dos placas pequeñas de vidrio una junto a la otra y sumergimos un extremo en agua, la acción cooperativa de la cohesión y la adhesión molecular hará que el agua ascienda por entre las dos placas; es lo que llamamos capilaridad. Esta misma acción capilar hace que el agua suba por tubos de vidrio muy delgados y por papel cuando los aproximamos al agua.
Otra característica importante del agua es su capacidad de absorción, es decir, la capacidad que tiene para penetrar por sustancias porosas como la madera o la roca. Cuando la madera se moja absorbe el agua y se hincha, por esa razón las puertas pueden deformarse y dejar de encajar bien en el marco. Por otro lado, las semillas de las plantas se aprovechan de esta facultad del agua para absorberla y lograr así su proceso de germinación.
La capacidad calorífica (o calor específico) es la cantidad de calor que se necesita para que una sustancia aumente su temperatura y se puede medir en calorías. Una caloría es la cantidad de calor que eleva en 1 °C la temperatura de 1 gr de agua (o bien de un mililitro o de un cm cubico de agua). La capacidad calorífica del agua es mayor que la de otros compuestos como el alcohol, el aceite o el hierro; significa que se necesita más calor para incrementar la temperatura del agua de lo que se necesita para incrementar la temperatura de los otros compuestos, pero también significa que tardará más tiempo en desprenderse de ese calor, es decir, de enfriarse. Esta capacidad del agua es muy útil para los seres vivos porque les permite tener un amortiguador de cambios de temperatura corporal.
El agua tiene también un alto calor de vaporización, de 100 °C a una atmósfera de presión. La vaporización o evaporación ocurre porque cuando se añade calor al agua parte de las moléculas del líquido se mueven tan rápido que escapan hacia el aire. Cuanto más calor se añade al líquido más rápido se mueven sus moléculas y más alta es la taza de evaporación. Al evaporarse, las moléculas de agua se llevan consigo el calor que fue necesario para romper los puentes de hidrógeno con sus moléculas vecinas. En los seres vivos la evaporación del sudor funciona como refrigerante del cuerpo.
Otra capacidad importante que tiene el agua es la de disminuir su densidad al congelarse. La mayoría de los líquidos se vuelven más densos a medida que se van enfriando debido a la disminución del movimiento de sus moléculas por la pérdida de calor, ocasionando que queden cada vez más cerca unas de otras. En el agua este principio se cumple hasta que llega a una temperatura de 4 °C, por debajo de este punto las moléculas de agua se mueven tan lento que cada una de ellas puede mantener su interacción por puentes de hidrógeno con otras cuatro moléculas vecinas (cosa que no puede hacer a temperaturas más altas). La geometría tetraédrica de la molécula de agua hace que, bajo estas condiciones de mayor estabilidad de los puentes de hidrógeno, tengan que separarse ligeramente unas de otras a razón de un noveno del volumen inicial. Esto hace que el hielo sea menos denso que el agua y por lo tanto flote en ella; un efecto particularmente importante en zonas cercanas a los polos de la tierra en donde los lagos y ríos se congelan en invierno. Al ser menos denso que el agua, la formación de hielo se lleva a cabo solamente en la superficie dejando el fondo en estado líquido y permitiendo que la vida de peces y otros seres vivos continúe.
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