Questão 4 Unicamp 2022 - 2ª fase - dia 2
A água é essencial para a vida, não apenas por compor a maior parte do corpo das plantas, mas também pelas suas propriedades. Devido às pontes de hidrogênio formadas entre as moléculas, a água tem um alto calor específico e também um alto calor latente de vaporização. Essas propriedades são essenciais para a regulação térmica das plantas em um ambiente em constante mudança, onde temperatura e disponibilidade de água variam sazonalmente.
a) Tecidos hidratados possuem menor variação da sua temperatura se comparados a tecidos desidratados. Considerando o enunciado, defina a propriedade da água que explica esse fenômeno.
b) Em uma situação de baixa disponibilidade de água no solo, a temperatura das folhas aumenta. Com base no enunciado, explique esse fenômeno.
As propriedades da água contribuem para que a Terra seja um ambiente propício para a ocorrência de vida. Algumas dessas propriedades são fundamentais para a organização interna do próprio ser vivo e na forma como interage com o seu ambiente, como é o caso da regulação térmica dos organismos, conforme abordado na questão. Nesse contexto, o alto calor específico e alto calor latente de vaporização da água são determinantes para conferir ao ser vivo a capacidade de sobreviver em ambientes típicamente instáveis do ponto de vista térmico. O calor específico é uma propriedade física da matéria definida pela a quantidade de calor que precisa ser absorvida ou perdida para que a massa de 1g de determinada substância possa mudar sua temperatura em 1 ºC. Quando comparada com outras substâncias a água tem um calor específico elevado, ou seja, varia menos a sua temperatura ao absorver ou perder uma considerável quantidade de calor do ambiente. Outra propriedade abordada é o calor latente de vaporização, que é a quantidade de calor que uma substância no estado líquido precisa absorver para que 1g sofra a mudança de estado físico líquido para gasoso. A água também tem elevado calor de vaporização, ou seja, é necessária a absorção de grande quantidade de calor para que a água evapore.
Considerando as definições das propriedades citadas é possível associá-las a cada um dos itens.
a) O alto calor específico da água possibilita que a variação de temperatura do organismo não ocorra de maneira abrupta e o organismo procure meios de evitar que isso ocorra caso seja necessário. A estrutura biológica, por ser constituída por uma grande porcentagem por água, exige do ambiente uma grande quantidade de calor absorvida ou perdida para que a sua temperatura se altere. Dessa forma, tecidos hidratados, ou seja, constituídos por porcentagens maiores de água, variam menos de temperatura que tecidos desidratados, que apresentam variações mais bruscas de temperatura.
b) A abertura ou fechamento dos estômatos na epiderme das folhas é regulada por diferentes fatores como luminosidade, umidade do ar, disponibilidade de água no solo e concentração de no mesófilo foliar. A alta luminosidade, grande disponibilidade de água, baixa umidade do ar e pouca concentração de no interior da folha são fatores que estimulam a abertura dos estômatos e levam ao aumento das trocas gasosas e da transpiração, caracterizada pela perda de água em forma de vapor. A propriedade da água que se relaciona com esse fenômeno é o alto calor latente de vaporização, que possibilita a regulação térmica por meio da transferência de calor da folha para o ambiente. No entanto, em situação de baixa disponibilidade de água no solo, os estômatos se fecham e as trocas gasosas e a taxa de transpiração ficam reduzidas. Como já mencionado, a transpiração foliar é um mecanismo que possibilita a regulação térmica deste órgão vegetal, mediante a refrigeração, dessa forma, a redução desse processo, devido à baixa disponibilidade de água no solo, leva ao aumento da temperatura das folhas.