| Ciências Físicas e Biológicas – C.F.B | 6° ano - Manhã |
| Profº Roger Leomar | DATA:_/_/2010 |
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Muitas são as situações do nosso dia-a-dia em que percebemos a presença de ar. Quando sentimos a brisa suave no nosso rosto, quando o vento sopra forte balançando os galhos das árvores, quando respiramos e sentimos o ar entrando e saindo dos nosso pulmões, estamos percebendo a presença do ar.
Não podemos ver o ar nem tocá-lo. Ele é invisível, incolor (não tem cor) e inodoro (não tem cheiro). Mas existe, tem peso e ocupa espaço.
De que é feito o ar?
A matéria pode se apresentar na natureza no estado sólido, líquido e gasoso. O ar se apresenta no estado gasoso, é uma mistura de gases. O gás de maior quantidade é o gás nitrogênio ou azoto, que forma cerca de 78% do ar. Isso quer dizer que, em 100 litros de ar, há 78 litros de nitrogênio. Depois vem o oxigênio com cerca de 21%. O 1% restante inclui argônio, o gás carbônico e outros gases. Esta é a proporção de gases no ar seco. Mas normalmente, há também vapor de água (em quantidade variável) e poeira. Certos gases vindos das indústrias ou de outras fontes podem também estar presentes.
A maior parte do oxigênio inspirado é utilizado pelos seres vivos na produção de energia que mantém seus sistemas vitais.
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Em 1783, o químico francês Antoine Lavoisies (1743-1794) explicou esses fenômenos: na combustão ocorre a combinação do oxigênio com outras substâncias, liberando grande quantidade de calor em curto espaço de tempo.
Quando o motor do carro funciona, por exemplo, a gasolina combina-se com o oxigênio do ar.
A gasolina ou a outra substância que está sendo queimada é chamada de combustível, e o oxigênio é chamado de comburente. Comburente é, portanto, a substância que provoca a combustão.
No caso da vela acesa, o comburente é o oxigênio do ar. O combustível é a parafina da vela.
Mas, para começar a combustão, é preciso aquecer o combustível. No caso da vela, acendemos o pavio com um fósforo. O calor da chama do pavio aquece a parafina que se combina com o oxigênio e é queimado.
A combustão libera energia química que está armazenada no combustível. Essa energia aparece sob a forma de calor e luz. Com a energia da combustão o ser humano movimenta veículos a gasolina, a gás, a óleo diesel ou a álcool, e cozinha alimentos no fogão. Essa energia pode ser liberada também em usinas termelétricas, que transformam energia de combustíveis, como o carvão e o petróleo em energia elétrica.
Depois que a vela se queima, sobra um pouco de parafina. Mas a quantidade que sobra é bem menor. Para aonde foi então a parafina que falta?
A combustão transforma o combustível, que no caso é a parafina, em vapor de água e gás carbônico. Ocorre aqui o que se chama de transformação química ou reação química. As substâncias presentes na parafina transformam-se em outras substâncias: o gás carbônico e a água.
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Um animal mantido em um recipiente fechado morre logo - mesmo que haja comida suficiente. Por quê?
Quase todos os seres vivos empregam o oxigênio num processo que libera energia para as suas atividades. Sem oxigênio, a maiorias dos seres vivos não consegue energia suficiente para se manter vivo. Esse processo é chamado de respiração celular.
Vamos ver como ele ocorre:
O processo que envolve a entrada de oxigênio em nossos pulmões e a saída de gás carbônico é chamado de respiração pulmonar. Dos pulmões o ar entra e, pela corrente sanguínea, é levado para dentro de estruturas microscópicas que formam o nosso corpo, as células. Nas células ocorre a respiração celular, onde o oxigênio combina-se com substâncias químicas do alimento (principalmente com o açúcar, a glicose) e libera energia. Além disso, produz-se também gás carbônico e água.
Veja um resumo da respiração celular: glicose + oxigênio -------> gás carbônico + água
A diferença entre respiração celular e combustão
Tanto na respiração celular quanto na combustão da maioria das substâncias, ocorre a produção de gás carbônico e vapor de água. Mas a respiração é um processo mais complicado e demorado do que a combustão: a respiração ocorre em etapas. A glicose, por exemplo, é transformada em uma série de substâncias até virar gás carbônico e água.
Se a respiração ocorresse da mesma forma que a combustão, a energia seria liberada muito rapidamente, e o calor faria a temperatura do organismo aumentar tanto que provocaria a morte. Em vez disso, na respiração a energia é liberada aos poucos, sem a temperatura da célula aumentar muito.
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Sabe do que são formadas aquelas bolhas que aparecem nos refrigerantes? De gás carbônico. E são também de gás carbônico as bolhas que se desprendem em comprimidos efervescentes.
O gás carbônico compõe apenas 0,03% do ar. Ele aparece na atmosfera como resultado da respiração dos seres vivos e da combustão. É a partir do gás carbônico e da água que as plantas produzem açucares no processo da fotossíntese.
A partir dos açucares, as plantas produzem outras substâncias - como as proteínas e as gorduras - que formam o seu corpo e que vão participar também da formação do corpo dos animais.
Agora veja na figura como o carbono circula pela natureza: a respiração, a decomposição (que é a respiração feita pelas bactérias e fungos) e a combustão liberam gás carbônico no ambiente. Esse gás carbônico é retirado da atmosfera pelas plantas durante a fotossíntese.
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Como outros gases, o gás carbônico pode passar para o estado líquido ou para o estado sólido se baixarmos suficientemente sua temperatura (a quase 80ºC negativos). O gás carbônico sólido é conhecido como gelo-seco e é usado na refrigeração de vários alimentos.
É o gás presente em maior quantidade no ar. Essa substância é fundamental para a vida na
Terra, pois faz parte da composição das proteínas, que são moléculas presentes em todos os organismos vivos.
O nitrogênio é um gás que dificilmente se combina com outros elementos ou substâncias.
Assim, ele entra e sai de nosso corpo durante a respiração (e também do corpo dos outros animais e plantas) sem alterações. Assim, os animais não conseguem obter o nitrogênio diretamente do ar, somente algumas bactérias são capazes de utilizar diretamente o nitrogênio, transformando-o em sais que são absorvidos pelas plantas. Os animais obtêm o nitrogênio somente por meio dos alimentos.
Essa transformação é feita por bactérias que vivem na raiz das plantas conhecidas como leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa, amendoim, lentilha, grão-de-bico). É por isso que essas plantas não tornam o solo pobre em nitratos, como costuma ocorrer quando outras espécies vegetais são cultivadas por muito tempo no mesmo lugar.
| bactérias do solo e voltam para a atmosfera. Desse modo o nitrogênio é reciclado na natureza |
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O nitrogênio e os Fertilizantes
A produção de sais de nitrogênio pode ser feita em indústrias químicas, a partir do nitrogênio do ar. Combina-se o nitrogênio com o hidrogênio, produzindo-se amoníaco, que é então usado para fabricar sais de nitrogênio.
O amoníaco tem ainda outras aplicações: ele é usado em certos produtos de limpeza e também para fabricar muitos outros compostos químicos.
Os Gases Nobres
São gases que dificilmente se combinam com outras substâncias, correspondendo a menos de 1% do ar. Eles não são utilizados pelo organismo dos seres vivos, entram e saem inalterados durante a respiração.
Entre os gases nobres, o argônio é o que está presente em maior quantidade (0,93%).
Em lâmpadas comuns (incandescentes), o argônio é muito utilizado, já que a sua produção é barata.
Outros gases nobres são: neônio, usado em letreiros luminosos (é conhecido como gás néon);
xenônio, usado em lâmpadas de flash de máquinas fotográficas;
hélio, um gás de pequena densidade, usado em certos tipos de bexiga e balões dirigíveis;
radônio, um gás radiativo, que, por isso é perigoso, em determinadas concentrações, para os seres vivos.
Uma bexiga cheia de ar tem mais massa que uma bexiga vazia. Por quê?
Porque tem mais ar. O ar tem massa e ocupa espaço. Mas, no caso da bexiga, a diferença de massa é bem pequena e só pode ser medida em balanças bem sensíveis.
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A diferença de massa é pequena, porque a densidade do ar é relativamente pequena - muito menor, por exemplo, que a densidade da água.
Compare os gases com os líquidos: quando você despeja um pouco de água numa garrafa, sem enchê-la, a água se deposita no fundo. Ela não ocupa o volume todo da garrafa. Mas, por outro lado, qualquer que seja a quantidade de ar dentro de uma garrafa, ele estará ocupando todo o espaço da garrafa. O ar, e os gases em geral, ocupam todo o volume do recipiente onde estão. É a propriedade da expansibilidade.
Quando sopramos uma bexiga de aniversário, enchendo-a bem, constatamos que a parede do balão fica bem esticada. Isso acontece devido a outra propriedade do ar e dos gases: eles exercem pressão contra a parede do recipiente que ocupam.
Pressão atmosférica e a altitude
O matemático francês Blaise Pascal (1623-1662) levou um barômetro para o alto de uma montanha. Após muitas observações, medições e anotações, ele verificou que a pressão do ar diminui com a altura. O ar vai ficando rarefeito (diminui a quantidade de moléculas nele presente), gradativamente, conforme aumenta a altitude.
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A partir desse e de outros experimentos, os cientistas concluíram que a maioria dos gases está comprimida na parte mais próxima da superfície da Terra e que o ar fica rarefeito conforme a altitude aumenta, até um ponto em que não existe mais ar - esse é o limite da atmosfera de nosso planeta. Os avanços da ciência e da tecnologia têm possibilitado mais conhecimentos sobre a atmosfera.
O nivel do mar é utilizado como referencial quando se deseja calcular a pressão atmosférica.
Quanto maior a altitude, mais rarefeito é o ar, e assim, menor é a pressão que ele exerce sobre nós.
Compressibilidade e elasticidade Observe o que acontece nas etapas do experimento abaixo:
Ao tampar a ponta da seringa e empurrar o êmbolo, o ar que existe dentro da seringa fica comprimido, passando a ocupar menos espaço. Isso ocorre em razão de uma propriedade do ar denominada compressibilidade.
Os Seres Vivos e a Pressão Atmosférica A atmosfera exerce pressão também sobre os organismos vivos. Como o nosso corpo não se deforma? Ou porque não morremos esmagados?
Os organismos resistem porque os líquidos e os gases dentro deles exercem uma pressão contrária à da atmosfera.
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A pressão atmosférica também é responsável pela entrada de ar nos nossos pulmões. Observe que na inspiração o tórax se expande, isto é, aumenta de volume.
Quando o tórax se expande, os pulmões também aumentam de volume, e o ar entra. Veja: na realidade, com a pressão do tórax, a pressão do ar nos pulmões diminui, ficando menor que a pressão atmosférica. É essa diferença entre a pressão atmosférica e a pressão de dentro dos pulmões que impulsiona o ar para dentro do nosso corpo.
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A pressão atmosférica exerce força desigual sobre um dos lados do tímpano, distendendo-o.
Para facilitar o estudo da atmosfera, os cientistas a dividem em várias camadas: Troposfera
A troposfera é a camada mais próxima da superfície terrestre. Nela se formam as nuvens e ocorrem as chuvas, os ventos e os relâmpagos. Na troposfera concentra-se a maior quantidade do gás oxigênio que os seres vivos utilizam na respiração.
Estratosfera
Nessa camada, a umidade (presença de vapor de água) é quase inexistente. Há baixa concentração de gás oxigênio, e o ar, em geral, apresenta-se rarefeito. Na estratosfera encontra- se o gás ozônio (gás cuja, molécula é formada por 3 átomos de oxigênio, O3). Essa camada filtra os raios ultravioletas do Sol, evitando assim danos aos seres vivos. Na troposfera, porém, o ozônio, quando presente, é considerado um poluente. Nessa região atmosférica não ocorrem as turbulências provocadas pelos fenômenos meteorológicos, comuns na troposfera; por isso os vôos mais longos e feitos por grandes aviões ocorrem nessa camada.
Mesosfera
É uma camada também rica em gás ozônio. Apresenta baixas temperaturas
Ionosfera ou termosfera
Nessa camada o ar é muito rarefeito e existem partículas carregadas de eletricidade. Essas partículas possibilitam a transmissão de ondas de rádio e similares a grandes distâncias.
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Exosfera
É a ultima camada da atmosfera, isto é, o limite entre nosso planeta e o espaço cósmico.
Nessa camada predomina gás hidrogênio. O ar é muito rarefeito e as moléculas de gás "escapam" constantemente para o espaço. É onde costumam ficarem os satélites artificiais.
Toda os fatores que influênciam no clima da Terra estão contidos na Troposfera, vamos estudar cada um deles agora.
Se sabemos que vai chover, levamos o guarda-chuva quando saímos de casa. Mas uma dica importante sobre o tempo nos ajuda em muitas outras coisas. Entre elas, para avaliar as condições da estrada, quando viajamos, e também para a agricultura.
Os agricultores precisam, muitas vezes, fazer o plantio no início de um período de chuvas, porque as sementes precisam de água para germinar. Por outro lado, a previsão de enchentes, de geadas ou de falta de chuvas pode evitar prejuízos.
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A meteorologia é a ciência que estuda as condições atmosféricas e, com isso, auxilia na previsão do tempo.
Os técnicos fazem a previsão do tempo estudando vários aspectos da atmosfera: massas de ar, frentes fria ou quentes, umidade do ar, temperatura do lugar, pressão atmosférica, etc.
Tempo e clima
É comum as pessoas confundirem os termos tempo e clima. Afinal, o que significa cada um deles?
O termo tempo corresponde a uma situação de momento. Indica o estado atmosférico em determinado tempo e lugar. Hoje, onde você mora, pode estar chovendo, mas amanhã poderá estar ensolarado. Pela manhã, pode estar muito calor e à tarde todos serem surpreendidos pela chegada de uma frente fria.
O termo clima corresponde ao conjunto de condições atmosféricas que ocorrem com mais freqüência em uma determinada região. Por exemplo, na caatinga, no Nordeste brasileiro, o clima é quente e seco, podendo ocorrer chuvas. Mesmo quando o tempo está chuvoso, o clima permanece o mesmo (quente e seco).
FATORES RELACIONADOS À PREVISÃO DO TEMPO As nuvens
O tipo de nuvem presente na atmosfera é uma pista para a previsão do tempo. Quando olhamos para o céu e vemos nuvens escuras, geralmente cinzentas, logo achamos que vai chover. A nuvem escura possui gotículas de água tão próximas umas das outras que a luz do Sol quase não consegue atravessá-las. E a chuva pode se formar justamente quando as gotículas se juntam e formam gotas maiores, que não ficam mais suspensas na atmosfera, e caem.
As nuvens podem ficar em diferentes altitudes e variar nas suas formas, que dependem de como a nuvem sobe e da temperatura do ar.
São utilizadas palavras que vieram do latim para descrever os vários tipos de nuvens.
Cirros - Nuvens altas e de cor branca. Cirru significa 'caracol' em latim. Muitas vezes essas nuvens se parecem com cabelos brancos. Podem ser formadas por cristais de gelo.
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Esses dois termos podem ser combinados para descrever os vários tipos de nuvens. Cúmulos-nimbos, por exemplo, são nuvens altas que costuma indicar tempestade.
A massa de ar é um aglomerado de ar em determinadas condições de temperatura umidade e pressão. As massas de ar podem ser quentes ou frias. As quente, em geral, deslocam-se de regiões tropicais e as frias se originam nas regiões polares.
As massas de ar podem ficar estacionadas, em determinado local, por dias e até semanas.
Mas quando se movem, provocam alteração no tempo havendo choques entre massas de ar quente e frio: enquanto uma avança, a outra recua.
O encontro entre duas massas de ar de temperaturas diferentes dá origem a uma frente, ou seja, a uma área de transição entre duas massas de ar. A frente pode ser fria ou quente. Uma frente fria ocorre quando uma massa de ar frio encontra e empurra uma massa de ar quente, ocasionando nevoeiro, chuva e queda de temperatura.
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O movimento do ar, em relação à superfície da Terra, pode variar desde a calmaria e falta de vento até a formação de furacões que provocam a destruição em razão de ventos a mais de 120 quilômetros por hora.
A velocidade dos ventos é medida com um aparelho denominado anemômetro, que é, basicamente, um tipo de cata-vento, como se pode ver ao lado.
No anemômetro, as pequenas conchas giram quando o vento bate nelas, fazendo toda a peça rodar. Um ponteiro se movimenta em uma escala graduada, em que é registrada a velocidade do vento
Nos aeroportos, é comum ver instrumentos, como, por exemplo, a biruta, que é muito simples, usada para verificar a direção do vento. Também podemos encontrar birutas na beira de praias, para orientar pescadores, surfistas etc.
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Os aeroportos, atualmente têm torres de controle, nas quais as informações sobre velocidade e direção dos ventos obtidas por instrumentos são processadas por computadores, que fornecem dados necessários para o pouso e decolagem.
Agora vamos pensar: Em dias quentes, à beira-mar, algumas horas depois do amanhecer, pode-se sentir uma brisa agradável vinda do mar. Como podemos explicar isso?
O Sol aquece a água do mar e a terra. Mas a terra esquenta mais rápido que o mar. O calor da terra aquece o ar logo acima dela. Esse ar fica mais quente, menos denso e sobe. A pressão atmosférica nessa região se torna menor do que sobre o mar. Por isso, a massa de ar sobre o mar, mais fria, mais densa e com maior pressão, se desloca, ocupando o lugar do ar que subiu. Então esse ar aquece, e o processo se repete.
O movimento horizontal de ar do mar para a terra é chamado brisa marítima e acontece de dia.
A temperatura do ar é medida por meio de termômetros. Os boletins meteorológicos costumam indicar as temperaturas máxima e mínima previstas para um determinado período.
O vapor de água presente no ar ajuda a reter calor. Assim verificamos que, em lugares mais secos, há menor retenção de calor na atmosfera e a diferença entre temperatura máxima e mínima é maior. Simplificando, podemos dizer que nesses locais pode fazer muito calor durante o dia, graças ao Sol, mas frio à noite como, por exemplo, nos desertos e na caatinga.
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Umidade do Ar
A umidade do ar diz respeito à quantidade de vapor de água presente na atmosfera - o que caracteriza se o ar é seco ou úmido - e varia de um dia para o outro. A alta quantidade de vapor de água na atmosfera favorece a ocorrência de chuvas. Já com a umidade do ar baixa, é difícil chover.
Quando falamos de umidade relativa, comparamos a umidade real, que é verificada por aparelhos como o higrômetro, e o valor teórico, estimado para aquelas condições. A umidade relativa pode variar de 0% (ausência de vapor de água no ar) a 100% (quantidade máxima de vapor de água que o ar pode dissolver, indicando que o ar está saturado).
Em regiões onde a umidade relativa do ar se mantém muito baixa por longos períodos, as chuvas são escassas. Isso caracteriza uma região de clima seco.
A atmosfera com umidade do ar muito alta é um fator que favorece a ocorrência de chuva.
Quem mora, por exemplo em Manaus sabe bem disso. Com clima úmido, na capital amazonense o tempo é freqüentemente chuvoso.
Como já vimos, a umidade do ar muito baixa causa clima seco e escassez de chuvas.
De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde), valores de umidade abaixo de 20% oferecem risco à saúde, sendo recomendável a suspensão de atividades físicas, principalmente das 10 às 15horas. A baixa umidade do ar, entre outros efeitos no nosso organismo pode provocar sangramento nasal, em função do ressecamento das mucosas.
No entanto, também é comum as pessoas não se sentirem bem em dias quentes e em lugares com umidade do ar elevada. Isso acontece porque, com o ar saturado de vapor de água, a evaporação do suor do corpo se torna difícil, inibindo a perda de calor. E nosso corpo se refresca quando o suor que eliminamos evapora, retirando calor da pele.
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Nível pluviométrico/ quantidade de chuva
A quantidade de chuva é medida pelo pluviômetro. Nesse aparelho, a chuva é recolhida por um funil no alto de um tambor e medida em um cilindro graduado.
A quantidade de chuva é medida no pluviômetro em milímetros: um milímetro de chuva corresponde a 1 litro de água por metro quadrado. Quando se diz, por exemplo, que ontem o índice pluviométrico, ou da chuva, foi de 5 milímetros na cidade de Porto Alegre, significa que se a água dessa chuva tivesse sido recolhida numa piscina ou em qualquer recipiente fechado, teria se formado uma camada de água com 5 milímetros de altura.
Os meteorologistas dizem que a chuva é leve quando há precipitação de menos de 0,5mm em uma hora; ela é forte quando excede os 4mm.
A pressão atmosférica está relacionada à umidade do ar. Quanto mais seco estiver o ar, maior será o valor desta pressão.
A diminuição da pressão atmosférica indica aumento da umidade do ar, que, por sua vez, indica a possibilidade de chuva. A pressão atmosférica é medida pelo barômetro.
Estações Meteorológicas
Nas estações meteorológicas são registradas e analisadas as variações das condições atmosféricas por meio de equipamentos dos quais fazem uso, como termômetros, higrômetros, anemômetros, pluviômetros, etc.
Nessas estações trabalham os meteorologistas, profissionais que estudam, entre outras coisas, as condições atmosféricas. Os meteorologistas contam com as informações captadas por satélites meteorológicos e radiossondas.
Os satélites meteorológicos são localizados em vários pontos do espaço, captam imagens da superfície e das camadas atmosféricas da Terra e podem mostrar a formação e o deslocamento das nuvens e das frentes frias ou quentes.
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As radiossondas são aparelhos que emitem sinais de rádio. São transportados por balões e sua função é medir a pressão, a umidade, e a temperatura das camadas altas da atmosfera. Há aviões que também coletam e enviam informações sobre as condições do tempo.
No Brasil há o Inmet - Instituto Nacional de Meteorologia e o Inpe - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, onde se fazem previsões que exigem maior precisão de dados.
As informações sobre o tempo nas diversas regiões do Brasil, divulgadas pelos noticiários, são obtidas junto a esses institutos ou de outros similares.
Como já vimos, a camada de ar que fica em contato com a superfície da Terra recebe o nome de troposfera que tem uma espessura entre 8 e 16 km. Devido aos fatores naturais, tais como as erupções vulcânicas, o relevo, a vegetação, os oceanos, os rios e aos fatores humanos como as indústrias, as cidades, a agricultura e o próprio homem, o ar sofre, até uma altura de 3 km, influências nas suas características básicas.
Todas as camadas que constituem nossa atmosfera possuem características próprias e importantes para a proteção da terra. Acima dos 25 km, por exemplo, existe uma concentração de ozônio (O3) que funciona como um filtro, impedindo a passagem de algumas radiações prejudiciais à vida. Os raios ultravioletas que em grandes quantidades poderiam eliminar a vida são, em boa parte, filtrados por esta camada de ozônio. A parcela dos raios ultravioletas que chegam a terra é benéfica tanto para a eliminação de bactérias como na prevenção de doenças. Nosso ar atmosférico não foi sempre assim como é hoje, apresentou variações através dos tempos. Provavelmente o ar que envolvia a Terra, primitivamente, era formado de gás metano
(CH4), amônia (NH3), vapor d’água e hidrogênio (H2). Com o aparecimento dos seres vivos, principalmente os vegetais, a atmosfera foi sendo modificada. Atualmente, como já sabemos, o ar é formado de aproximadamente 78% de nitrogênio (N2), 21% de oxigênio, 0,03% de gás carbônico (CO2) e ainda gases nobres e vapor de água. Esta composição apresenta variações de acordo com a altitude.
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Fatores que provocam alterações no ar
A alteração na constituição química do ar através dos tempos indica que o ar continua se modificando na medida em que o homem promove alterações no meio ambiente. Até agora esta mistura gasosa e transparente tem permitido a filtragem dos raios solares e a retenção do calor, fundamentais à vida. Pode-se dizer, no entanto, que a vida na Terra depende da conservação e até da melhoria das características atuais do ar.
Os principais fatores que têm contribuído para provocar alterações no ar são:
A poluição atmosférica pelas indústrias, que em algumas regiões já tem provocado a diminuição da transparência do ar;
O aumento do número de aviões supersônicos que, por voarem em grandes altitudes, alteram a camada de ozônio;
Os desmatamentos, que diminuindo as áreas verdes causam uma diminuição na produção de oxigênio;
As explosões atômicas experimentais, que liberam na atmosfera grande quantidade de gases, de resíduos sólidos e de energia;
Os automóveis e indústrias, que consomem oxigênio e liberam grandes quantidades de monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2).
Todos estes fatores, quando associados, colocam em risco o equilíbrio total do planeta, podendo provocar entre outros fenômenos, o chamado efeito estufa, que pode provocar um sério aumento da temperatura da terra, o que levará a graves conseqüências.
Graças ao efeito estufa, a temperatura da Terra se mantém, em média, em torno de 15ºC, o que é favorável à vida no planeta. Sem esse aquecimento nosso planeta seria muito frio.
O nome estufa tem origem nas estufas de vidro, em que se cultivam certas plantas, e a luz do
Sol atravessa o vidro aquecendo o interior do ambiente. Apenas parte do calor consegue atravessar o vidro, saindo da estufa. De modo semelhante ao vidro da estufa, a atmosfera deixa passar raios de Sol que aquecem a Terra. Uma parte desse calor volta e escapa para o espaço, atravessando a atmosfera, enquanto outra parte é absorvida por gases atmosféricos (como o gás carbônico) e volta para a Terra, mantendo-a aquecida.
No entanto desde o surgimento das primeiras indústrias, no século XVIII, tem aumentado a quantidade de gás carbônico liberado para a atmosfera.
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A atmosfera fica saturada com esse tipo de gás, que provoca o agravamento do efeito estufa. Cientistas e ambientalistas têm alertado para esse fenômeno que parece ser a principal causa do aquecimento global.
Observe abaixo um esquema do efeito estufa.
A queima de combustíveis fosseis e outros processos provocam acúmulo de gás carbônico no ar, aumentando o efeito estufa.
Por meio da fotossíntese de plantas e algas, ocorre a remoção de parte do gás carbônico do ar.
A poluição do ar é definida como sendo a degradação da qualidade do ar como resultado de atividades diretas ou indiretas que:
Prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
Criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
Afetem desfavoravelmente a biota (organismos vivos);
Afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
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Lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos em leis federais [Lei Federal no 6938, de 31 de agosto de 1981, regulamentada pelo decreto no 8 351/83].
Para facilitar o estudo do assunto, identificamos quatro tipos principais de poluição do ar, segundo as fontes poluidoras.
Poluição de origem natural: resultante de processos naturais como poeiras, nevoeiros marinhos, poeiras de origem extraterrestre, cinzas provenientes de queimadas de campos, gases vulcânicos, pólen vegetal, odores ligados à putrefação ou fermentação natural, entre outros.
Poluição relacionada aos transportes: resultante da ação de veículos automotores e aviões.
Devido a combustão da gasolina, óleo diesel, álcool etc., os veículos automotores eliminam gases como o monóxido de carbono, óxido de enxofre, gases sulfurosos, produtos à base de chumbo, cloro, bromo e fósforo, além de diversos hidrocarbonetos não queimados. Variando de acordo com o tipo de motor, os aviões eliminam para a atmosfera: cobre, dióxido de carbono, monoaldeídos, benzeno etc.
Poluição pela combustão: resultante de fontes de aquecimento domésticos e de incinerações, cujos agentes poluentes são: dióxido de carbono, monóxido de carbono, aldeídos, hidrocarbonetos não queimados, compostos de enxofre. O anidrido sulfuroso, por exemplo, pode transformar-se em anidrido sulfúrico, e este, em ácido sulfúrico, que precipita juntamente com as águas das chuvas.
Poluição devida às indústrias: resultante dos resíduos de siderúrgicas, fábricas de cimento e de coque, indústrias químicas, usinas de gás e fundição de metais ferrosos. Entre esses resíduos encontram-se substâncias tóxicas e irritantes, poluentes fotoquímicos, poeiras etc. Além da poeira de natureza química, com grãos de tamanho dos mais diferentes, os principais poluentes industriais encontram-se no estado gasoso, sendo que os mais freqüentes são:
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Colégio Científico de Belém 3° Bimestre-2010 dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxido de nitrogênio, compostos fluorados, anidrido sulfuroso, fenóis e álcoois de odores desagradáveis.
Um fenômeno interessante na atmosfera é o da inversão térmica, ocasião na qual a ação dos poluentes do ar pode ser bastante agravada. A coisa funciona assim: normalmente, o ar próximo à superfície do solo está em constante movimento vertical, devido ao processo convectivo (correntes de convecção). A radiação solar aquece a superfície do solo e este, por sua vez, aquece o ar que o banha; este ar quente é menos denso que o ar frio, desse modo, o ar quente sobe (movimento vertical ascendente) e o ar frio, mais denso, desce (movimento vertical descendente).
Este ar frio que toca a superfície do solo, recebendo calor dele, esquenta, fica menos denso, sobe, dando lugar a um novo movimento descendente de ar frio.
E o ciclo se repete. O normal, portanto, é que se tenha ar quente numa camada próxima ao solo, ar frio numa camada logo acima desta e ar ainda mais frio em camadas mais altas porém, em constantes trocas por correntes de convecção. Esta situação normal do ar colabora com a dispersão da poluição local.
Na inversão térmica, condições desfavoráveis podem, entretanto, provocar uma alteração na disposição das camadas na atmosfera. Geralmente no inverno, pode ocorrer um rápido resfriamento do solo ou um rápido aquecimento das camadas atmosféricas superiores. Quando isso ocorre, o ar quente ficando por cima da camada de ar frio, passa a funcionar como um bloqueio, não permitindo os movimentos verticais de convecção: o ar frio próximo ao solo não sobe porque é o mais denso e o ar quente que lhe está por cima não desce, porque é o menos denso. Acontecendo isso, as fumaças e os gases produzidos pelas chaminés e pelos veículos não se dispersam pelas correntes verticais. Os rolos de fumaça das chaminés assumem posição horizontal, ficando nas proximidades do solo. A cidade fica envolta numa “neblina” e conseqüentemente a concentração de substâncias tóxicas aumenta muito.
O fenômeno é comum no inverno de cidades como Nova Iorque, São Paulo e Tóquio, agravado pela elevada concentração de poluentes tóxicos diariamente despejados na atmosfera.
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A camada de ozônio é uma "capa" de gás que envolve a Terra e a protege de várias radiações, sendo que a principal delas, a radiação ultravioleta, é a principal causadora de câncer de pele. Devido ao desenvolvimento industrial, passaram a ser utilizados produtos que emitem clorofluorcarbono , um gás que ao atingir a camada de ozônio destrói as moléculas que a formam (O3), causando assim a destruição dessa camada da atmosfera. Sem essa camada, a incidência de raios ultravioletas nocivos à Terra fica sensivelmente maior, aumentando as chances do câncer.
Nas últimas décadas tentou-se evitar ao máximo a utilização do clorofluorcarbono e, mesmo assim, o buraco na camada de ozônio continua aumentando, preocupando a população mundial. As tentativas de se diminuir a produção do clorofluorcarbono , devido à dificuldade de se substituir esse gás, principalmente nos refrigeradores, fez com que o buraco continuasse aumentando, prejudicando cada vez mais a humanidade. De qualquer forma, temos que evitar ao máximo a utilização desse gás, para que possamos garantir a sobrevivência de nossa espécie.
O buraco
A região mais afetada pela destruição da camada de ozônio é a Antártida. Nessa região, principalmente no mês de setembro, quase a metade da concentração de ozônio é misteriosamente sugada da atmosfera. Esse fenômeno deixa à mercê dos raios ultravioletas uma área de 31 milhões de quilômetros quadrados, maior que toda a América do Sul, ou 15% da superfície do planeta. Nas demais áreas do planeta, a diminuição da camada de ozônio também é sensível; de 3 a 7% do ozônio que a compunha já foi destruído pelo homem.
O que são os raios ultravioleta ? Raios ultravioletas são ondas semelhantes a ondas luminosas, as quais se encontram exatamente acima do extremo violeta do espectro da luz visível.
A reação
As moléculas de clorofluorcarbono, passam intactas pela troposfera, que é a parte da atmosfera que vai da superfície até uma altitude média de 10.0 metros. Em seguida essas moléculas atingem a estratosfera, onde os raios ultravioletas do sol aparecem em maior quantidade. Esses raios quebram as partículas de clorofluorcarbono liberando o átomo de cloro. Este átomo, então, rompe a molécula de ozônio, formando monóxido de cloro e oxigênio. A reação tem continuidade e logo o átomo de cloro libera o de oxigênio que se liga a um átomo de oxigênio de outra molécula de ozônio, e o átomo de cloro passa a destruir outra molécula de ozônio, criando uma reação em cadeia.
Por outro lado, existe a reação que beneficia a camada de ozônio: Quando a luz solar atua sobre óxidos de nitrogênio, estes podem reagir liberando os átomos de oxigênio, que se combinam e produzem ozônio. Estes óxidos de nitrogênio são produzidos continuamente pelos
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Porque na Antártida
Em todo o mundo as massas de ar circulam, sendo que um poluente lançado no Brasil pode atingir a Europa devido a correntes de convecção. Na Antártida, devido ao rigoroso inverno de seis meses, essa circulação de ar não ocorre e, assim, formam-se círculos de convecção exclusivos daquela área. Os poluentes atraídos durante o verão permanecem na Antártida até a época de subirem para a estratosfera. Ao chegar o verão, os primeiros raios de sol quebram as moléculas de clorofluorcarbono encontradas nessa área, iniciando a reação. Foi constatado que na atmosfera da Antártida, a concentração de monóxido de cloro é cem vezes maior que em qualquer outra parte do mundo.
No Brasil ainda há pouco com que se preocupar!
No Brasil, a camada de ozônio ainda não perdeu 5% do seu tamanho original, de acordo com os instrumentos medidores do Instituto de Pesquisas Espaciais. O instituto acompanha a movimentação do gás na atmosfera desde 1978 e até hoje não detectou nenhuma variação significante, provavelmente pela pouca produção de clorofluorcarbono no Brasil em comparação com os países de primeiro mundo. No Brasil apenas 5% dos aerossóis utilizam clorofluorcarbono, já que uma mistura de butano e propano é significativamente mais barata, funcionando perfeitamente em substituição ao clorofluorcarbono.
Os males
A principal conseqüência da destruição da camada de ozônio será o grande aumento da incidência de câncer de pele, desde que os raios ultravioletas são mutagênicos. Além disso, existe a hipótese segundo a qual a destruição da camada de ozônio pode causar desequilíbrio no clima, resultando no efeito estufa, o que causaria o descongelamento das geleiras polares e conseqüente inundação de muitos territórios que atualmente se encontram em condições de habitação. De qualquer forma, a maior preocupação dos cientistas é mesmo com o câncer de pele, cuja incidência vem aumentando nos últimos vinte anos. Cada vez mais aconselha-se a evitar o sol nas horas em que esteja muito forte, assim como a utilização de filtros solares, únicas maneiras de se prevenir e de se proteger a pele.
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