Uma coisa sobre produtos químicos é que, uma vez que reagem de certas maneiras, eles formam compostos que não são nada parecidos com os elementos originais. Por exemplo, se você reage carbono, hidrogênio e oxigênio juntos para obter glicose (C6H12O6) (veja Como funciona a alimentação). Se você reagir juntos de outra forma, você obtém vinagre (C2H4O2). Se você reagir de outra forma, você engordará (veja Como funciona a gordura). Se você reagir de outra forma, você obterá etanol (C2H5OH). Glicose, gordura, etanol e vinagre não são nada parecidos, mas todos eles são feitos dos mesmos elementos.
No caso do gás hidrogênio e oxigênio, se você reagir juntos de uma maneira, você obterá água líquida (H2O). A razão pela qual não podemos respirar água líquida é porque o oxigênio usado para fazer a água está ligado a dois átomos de hidrogênio, e não podemos respirar o líquido resultante. O oxigênio é inútil para nossos pulmões nesta forma.
O oxigênio que os peixes respiram não é o oxigênio em H2O. Em vez de, os peixes respiram O2 (gás oxigênio) que é dissolvido na água. Muitos gases diferentes se dissolvem em líquidos, e vemos um exemplo o tempo todo em bebidas carbonatadas. Nessas bebidas, há tanto gás carbônico dissolvido na água que ele sai em forma de bolhas.
Os peixes "respiram" o oxigênio dissolvido da água usando seus brânquias . Acontece que extrair o oxigênio não é muito fácil - o ar contém algo como 20 vezes mais oxigênio do que o mesmo volume de água. Além disso, a água é muito mais pesada e espessa que o ar, portanto, é preciso muito mais trabalho para movê-lo. A principal razão pela qual as guelras funcionam para os peixes é o fato de que os peixes são de sangue frio, o que reduz suas demandas de oxigênio. Animais de sangue quente como as baleias respiram ar como as pessoas porque seria difícil extrair oxigênio suficiente usando guelras.
Os humanos não podem respirar debaixo d'água porque nossos pulmões não têm área de superfície suficiente para absorver oxigênio suficiente da água, e o revestimento de nossos pulmões está adaptado para lidar com o ar em vez da água. Contudo, houve experimentos com humanos respirando outros líquidos, como fluorocarbonos. Os fluorcarbonos podem dissolver oxigênio suficiente e nossos pulmões podem extrair o oxigênio - veja o último link abaixo para alguns detalhes fascinantes!
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