domingo, 19 de diciembre de 2010

147 Superficie mínima y mezcla jabonosa

Para realizar nuestro experimento necesitamos un trozo de alambre y una disolución jabonosa.

Primero construimos un tetraedro con el alambre, dejando un trozo de alambre en uno de los vértices para que pueda sujetarse la estructura fácilmente.

Luego sumergimos la estructura en la disolución jabonosa y al sacarla vemos que se forman unas láminas planas. Si volvemos a sumergir el tetraedro en la disolución jabonoso vemos que una pompa de jabón queda atrapada en el centro del tetraedro sin romper los planos.

Explicación
La superficie de un líquido actúa cómo una membrana tensa por la acción de la tensión superficial. La tensión superficial es la resultante de las fuerzas que actúan sobre las moléculas de la superficie de un líquido. Es una fuerza perpendicular a la superficie y dirigida hacia el interior del líquido. Esta fuerza es bastante débil y se rompe con facilidad pero es capaz, por ejemplo, de aguantar el peso de un alfiler aunque su densidad sea mucho más alta que la del agua.

El jabón tiene el efecto de disminuir la tensión superficial del agua permitiendo su laminación.

Si introducimos una estructura cerrada en una disolución jabonosa se forma una película de jabón. Las películas de jabón obedecen a un principio muy simple: hacen mínima el área del sistema ya que serán las más estables pues hacen mínima su energía potencial. La formación de una película jabonosa exige energía y, en consecuencia, la superficie tiende a contraerse para minimizar dicha energía.

En el caso del tetraedro se forman seis láminas jabonosas que se apoyan en los contornos de la figura. Dichas láminas se cortan en cuatro aristas y las aristas en un punto en el centro del tetraedro.