Como a temperatura influencia na quantidade de oxigênio dissolvido na água?

A quantidade de oxigênio que pode ser dissolvido em água depende da temperatura da água. (Logo, a poluição térmica influencia o nível de oxigênio da água.) O gráfico mostra como a solubilidade do oxigênio S varia em função da temperatura T da água. Qual o significado da derivada S ’ ( T )? Quais são suas unidades? Dê uma estimativa do valor S ’ ( 16 ) e interprete-o.

Passo 1

Bora matar mais uma questão sobre interpretação e estimação de derivada! Sigam-me os bons ;)

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A quantidade de oxigênio que pode ser dissolvido em água depende da temperatura da água. (Logo, a poluição térmica influencia o nível de oxigênio da água.) O gráfico mostra como a solubilidade do oxigênio S varia em função da temperatura T da água. Qual o significado da derivada S ’ ( T )? Quais são suas unidades? Dê uma estimativa do valor S ’ ( 16 ) e interprete-o.
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Temperatura da �gua
Como a temperatura influência na concentração de oxigênio na água?
Como a temperatura afeta a solubilidade do oxigênio em água?
Como a concentração de oxigênio dissolvido varia com o aumento da temperatura?
O que causa a falta de oxigênio dissolvido na água?

Bora relembrar (sempre!) o que significa uma derivada: é uma taxa instânea de variação e mostra como uma grandeza varia com relação à outra, fechou? Esse conceito é fundamentalmente importante, então dorme pensando nele!

Como as nossas grandezas são a solubilidade S e a temperatura T, a nossa derivada S ' ( T ) diz o quanto a solubilidade, dada em m g / L, varia de acordo com a temperatura, em o C. Logo, a unidade da derivada será ( m g / L ) / o C, beleza? Bora para a próxima!

Passo 2

Podemos aproximar a derivada S ' ( 16 ) achando a taxa média de variação entre os pontos T = 8 o C e T = 16 o C, depois achando a taxa média entre T = 16 o C e T = 24 o C. Se pegarmos essas duas taxas (calculadas utilizando os pontos mais próximos que temos de T = 16 o C ) e tirarmos a média, teremos uma estimativa de S ' ( 16 ).

Para calcular a taxa média m, usaremos essa fórmula aqui:

m = ∆ S ∆ T

Ou seja: a variação da solubilidade pela variação da temperatura, fechou?

Para os pontos T = 8 o C e T = 16 o C, teremos:

m = 10 - 12 16 - 8 = - 2 8 = - 0,25 ( m g / L ) / o C

Agora, para os pontos T = 16 o C e T = 24 o C:

m = 8 - 10 24 - 16 = - 2 8 = - 0,25 ( m g / L ) / o C

Tirando a média desses dois caras, teremos a noss estimativa de S ' ( 16 )! Saca só:

S ' 16 ≈ - 0,25 + - 0,25 2 = - 0,5 2 = - 0,25 ( m g / L ) / o C

Pronto, achamos o valor da nossa derivada! Ele nos diz que que, após uma temperatura de 16 o C, a solubilidade da água para a diminuir 0,25 m g / L com o aumento de temperatura.

Resposta

S ' ( T ) diz o quanto a solubilidade, dada em m g / L, varia de acordo com a temperatura, em o C. A unidade é ( m g / L ) / o C.
S ' 16 ≈ - 0,25 ( m g / L ) / o C

O valor nos diz que que, após uma temperatura de 16 o C, a solubilidade da água para a diminuir 0,25 m g / L com o aumento de temperatura.

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Temperatura da �gua

A temperatura da �gua � ditada pela radia��o solar, salvo nos casos de despejos industriais, de termel�tricas

e de usinas at�micas que operem nas margens do lago ou reservat�rio. A temperatura exerce maior influ�ncia nas atividades biol�gicas e no crescimento. Tamb�m governa os tipos de organismos que podem viver ali: peixes, insetos, zoopl�ncton, fitopl�ncton e outras esp�cies aqu�ticas, todas t�m uma faixa preferida de temperatura para se desenvolverem. Se essa faixa for ultrapassada (para menos ou para mais), o n�mero de indiv�duos das esp�cies diminui et� se extinguirem totalmente.

A temperatura tamb�m influi na qu�mica da �gua. A �gua fria, por exemplo, cont�m mais Oxig�nio dissolvido do que a �gua quente. Por outro lado, alguns compostos s�o mais t�xicos para a vida aqu�tica nas temperaturas mais elevadas.

A rela��o entre a temperatura, o oxig�nio dissolvido e a profundidade pode ser melhor visualizada na figura acima.

A Tabela abixo apresenta, em linhas gerais, a import�ncia da temperatura para a biota aqu�tica.

Rela��o entre a Temperatura e a Vida Aqu�tica nos Lagos de Clima Temperado (Hemisf�rio Norte)

TEMPER.	N�VEL	VIDA AQU�TICA
menor14oC	baixa	Poucas plantas, truta, poucas doen�as.
15 a 20oC	m�dia	Algumas plantas, besouros d��gua, algumas doen�as.
21 a 27oC	alta	Muitas plantas, carpa, bagre, muitas doen�as de peixes.
maior 27oC	muito alta	A temperatura come�a a reduzir a vida aqu�tica.

FONTE: http://wupcenter.mtu.edu/education/stream/pHecologydatainfo.htm

A temperatura comanda uma importante caracter�stica f�sica da �gua: a densidade.

A �gua difere da maioria dos compostos porque ela � menos densa no estado s�lido do que no seu estado l�quido (o normal). Consequentemente, o gelo flutua, enquanto a �gua em temperaturas um pouco acima da temperatura de congelamento, afunda. A �gua � mais densa a 4oC e torna-se menos densa , tanto nas temperaturas inferiores como superiores a esse limite.

A figura acima mostra a rela��o entre a temperatura e a densidade da �gua destilada. As �reas sombreadas mostram a diferen�a relativa na densidade para mudan�as de 5oC.

Quando as diferen�as de temperatura geram camadas d��gua com diferentes densidades, formando uma barreira f�sica que impede que se misturem e se a energia do vento n�o for suficiente para mistur�-las, o calor n�o se distribui uniformemente na coluna d��gua, criando assim a condi��o de estabilidade t�rmica. Quando ocorre este fen�meno, o ecossistema aqu�tico est� estratificado termicamente. Os estratos ou camadas formados frequentemente est�o diferenciados f�sica, qu�mica e biologicamente.

Al�m da temperatura, a salinidade da �gua, por sua maior densidade, tamb�m provoca estratifica��o de camadas nos lagos.

Em lagos de regi�es tropicais, os fen�menos de estratifica��o da massa d��gua ocorrem de maneira diferenciada daqueles de regi�es temperadas. Nestes lagos (inclusive no Brasil), o mais comum � a ocorr�ncia de estratifica��o e desestratifica��o di�ria ou estratifica��o durante a primavera, ver�o e outono, com desastratifica��o no inverno.

Por outro lado, com n�veis de temperatura mais elevadas (superiores a 20oC, comuns nas regi�es tropicais), n�o h� necessidade de grandes diferen�as de temperatura entre as sucessivas camadas, para que se processe a estratifica��o t�rmica da coluna d��gua. A explica��o, mais uma vez, est� na forma da curva Temperatura-Densidade. Diferen�as de apenas 1oC, nos lagos tropicais, podem provocar e manter a estratifica��o est�vel da coluna d��gua, segundo Coelho, da UFMG.

Segundo Thienemann, quando a rela��o volume do epil�mnio/volume do hipol�mnio � igual ou menor do que um, o lago � oligotr�fico, pois o hipol�mnio tem volume suficiente para armazenar grandes quantidades de oxig�nio. Ao contr�rio, quando esta rela��o � >1, o lago � eutr�fico (e tem perfil clinogrado), pois o pequeno volume do hipol�mnio n�o permite armazenar o oxig�nio suficiente para manter o metabolismo da comunidade sem causar d�ficit. Assim, a concentra��o de oxig�nio ao longo da coluna d��gua (segundo Esteves) em lagos temperados, no ver�o, pode ser utilizada como indicador do n�vel tr�fico destes ecossistemas. O mesmo n�o ocorre nos lagos de clima tropical, visto que a decomposi��o da mat�ria org�nica morta (detrito org�nico) no hipol�mnio de um lago tropical � 4 a 9 vezes mais r�pida (pois a temperatura �, pelo menos, 20oC maior) do que no hipol�mnio de um lago temperado. Este fato implica, pois, num consumo de O2 de 4 a 9 vezes maior no hipol�mnio de um lago tropical.

Como a temperatura influência na concentração de oxigênio na água?

Águas com temperaturas mais baixas têm maior capacidade de dissolver oxigênio; já em maiores altitudes, onde é menor a pressão atmosférica, o oxigênio dissolvido apresenta menor solubilidade.

Como a temperatura afeta a solubilidade do oxigênio em água?

Como a temperatura afeta a solubilidade do oxigênio dissolvido? A solubilidade do oxigênio diminui à medida que a temperatura aumenta. Isso significa que a água superficial mais quente requer menos oxigênio dissolvido para atingir 100% de saturação do ar do que a água mais profunda e fria.

Como a concentração de oxigênio dissolvido varia com o aumento da temperatura?

Temperatura: A solubilidade do oxigênio em água aumenta com a diminuição da temperatura. Portanto, as águas frias retêm mais oxigênio que as águas mais quentes. Em águas frias, os níveis de oxigênio dissolvido podem atingir cerca de 10 ppm (mg.

O que causa a falta de oxigênio dissolvido na água?

A redução de oxigênio na água é um dos efeitos da presença de grande quantidade de plantas aquáticas no local. Além disso, a concentração de peixes no mesmo momento no mesmo ponto pode ter contribuído para a diminuição do teor.