Qual é a massa específica da água a 4^{\circ} \mathrm{C} e a sua importância para o abastecimento e para a biota do meio aquático?

Passo 1

O enunciado pergunta qual é a massa específica (densidade) da água à temperatura de 4^\circ\mathrm{C} e por que esse valor é importante tanto para o abastecimento de água quanto para a manutenção da vida aquática. O conteúdo envolve a variação da densidade da água com a temperatura e as consequências desse comportamento em reservatórios e ecossistemas.

Passo 2

Sabemos que a água apresenta densidade máxima exatamente à temperatura de 4^\circ\mathrm{C}. Nesse ponto,
\rho_{\mathrm{água}}(4^\circ\mathrm{C}) \approx 999,972\\ \mathrm{kg/m^3}\approx 1000\\ \mathrm{kg/m^3}.á
Esse valor é tomado como referência em hidrologia e engenharia de saneamento para cálculos de vazão, projeto de bombas e dimensionamento de reservatórios.

Passo 3

Para o abastecimento de água, a densidade máxima a 4^\circ\mathrm{C} garante que a água mais fria e mais densa afunda até o fundo de lagos e represas, promovendo a chamada “virada” térmica. Esse fenômeno:
– evita o estratificação permanente, mixando as camadas superiores e inferiores;
– renova o oxigênio em toda a coluna d’água;
– impede a formação de zonas estagnadas onde bactérias indesejáveis poderiam proliferar;
– facilita o controle de qualidade e o bombeamento de água de melhor qualidade para o sistema de distribuição.

Passo 4

Para a biota aquática, a massa específica máxima da água a 4^\circ\mathrm{C} é crucial porque:
– no inverno, a superfície dos lagos pode congelar, mas o fundo permanece perto de 4^\circ\mathrm{C}, permitindo a sobrevivência de peixes e outros organismos;
– a circulação gerada pela virada térmica distribui nutrientes e oxigênio por todo o ecossistema;
– reduz a ocorrência de estratificação permanente que resulta em zonas hipóxicas (baixa concentração de oxigênio).

Resposta

A massa específica da água a 4^\circ\mathrm{C} é aproximadamente 1000\\ \mathrm{kg/m^3}. Essa característica é fundamental para o abastecimento porque promove a renovação e a qualidade da água em reservatórios, e é vital para a biota aquática ao manter condições de oxigenação e temperatura adequadas para a sobrevivência dos organismos durante todo o ano.

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