Termodinamica

|[pic] |TERMODINÁMICA DEL AGUA |

por el Prof. Isidoro Martínez
Publicado en dos partes: Rev. Ingeniería Aeronáutica y Astronáutica 365, pp. 31-43, Sept-2001, y Rev. Ingeniería Aeronáutica y Astronáutica 366, pp. 11-21, Enero 2002.
(Basado en una conferencia en la E.T.S.I. Navales el12-4-2000)

RESUMEN
Se presenta un conjunto de datos termodinámicos comentados relativos al agua, organizado en preguntas y respuestas, desde un punto de vista amplio y abierto, no con la aproximación tradicional centrada en su relevancia para las máquinas térmicas de vapor, sino abarcando desde la consideración de los detalles del enlace de hidrógeno, hasta los detalles de otras atmósferasplanetarias y el efecto sobre el cambio climático terrestre.

Termodinámica del agua 1
¿Qué es la Termodinámica del agua? 1
¿Qué es más importante, la Termodinámica del agua, la del aire, o la del fuego? 2
¿Qué es la Termodinámica? 3
¿Qué es el agua? 4
¿Cómo es que hay tanta agua en el mundo? 5
¿Qué es en teoría el agua? 6
¿Cuál es la estructura del H2O? 8¿Para qué sirve la Termodinámica del agua? 10
¿Hay agua en otros planetas? 11
¿Dónde llueve más, cómo y cuánto? 13
¿Por qué aparece el rocío en las hojas y los automóviles y no en los tallos o el pavimento? 14
¿Cómo varían la temperatura y la salinidad con la profundidad en el océano? 15
¿Cómo congela el mar, un río, un cubito de agua (de mar)? 15
¿La nieve es pegajosa(hacer bolas de nieve) o resbaladiza (esquiar)? 18
¿Qué sustancias no acuosas se presentan en estado líquido en la Naturaleza? 18
¿Cuáles son las propiedades térmicas del agua dulce (y del agua de mar)? 19
¿A qué temperatura hierve el agua? 22
¿Por qué dura tan poco la cocción en una olla a presión?, ¿está más caliente que un horno? 23
¿Por qué se tarda tanto en secarselas manos con aire? 23
¿Por qué el agua del tiempo parece estar más fría que el ambiente? 23
¿Qué es el cambio climático y por qué preocupa? 24
¿Es importante la termodinámica del agua en el cambio climático? 24
¿Qué es el efecto invernadero? 26
¿Qué es la desertización? 26
¿Resumen? 26
Referencias 26

¿Qué es la Termodinámica del agua?

La Termodinámica loabarca todo: tierra, agua, aire, fuego,... (al menos esa es la visión del Profesor de Termodinámica). El agua es todo: la tierra, el mar, el aire, el fuego,... la vida; todo contiene y está dominado por el agua. Parece, pues, justificado el interés del tema que aquí se trata. Hablar del agua está de moda (e.g. 1er Foro Mundial del Agua en Marrakech en 1997, 2º en La Haya en el 2000, 3º en Japón en el2003, 4º en Canadá en el 2006,...), pero de lo que se suele hablar es del agua potable y de su escasez y mala calidad, no del agua en general. Es como el tema energético, que a lo que se suele referir es a la cantidad y calidad de los recursos energéticos disponibles, ya que la energía, como el agua, en la Tierra, se puede considerar invariable, i.e., en conjunto, ni se crea ni se destruye. Ambosproblemas son de escasez de calidad: el energético es que la energía aprovechable para transporte, electricidad y calefacción, con la tecnología actual es escasa; el del agua es que el agua aprovechable para seres vivos, industria y agricultura, con la tecnología actual es escasa.

La Termodinámica del agua enseña a convertir aguas de mala calidad en agua potable. En efecto, todo tipo de aguasmalas para la salud, i.e. disoluciones acuosas con algún componente indeseado, puede purificarse por destilación hasta conseguir agua pura y, añadiéndole un poco de sales (unos 300 mg/l), aireándola (unos 10 cm3/l de oxígeno) y refrescándola un poco (suele gustar más el agua a unos 10 ºC), convertirla en una excelente agua potable. Un agua potable debe ser transparente (a veces la turbidez...