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domingo, 28 de junio de 2015

350 Un líquido que no moja.

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, corcho blanco, una lámina de vidrio, una hoja y un cuentagotas.

Si dejamos una gota de agua sobre una lámina de vidrio vemos que la gota se extiende y moja la superficie. Pero si dejamos una gota de agua sobre una superficie de corcho blanco o sobre una hoja vemos que la gota mantiene la forma esférica.

Explicación
Cuando colocamos una gota de un líquido sobre la superficie de un determinado material dos interacciones opuestas determinan la forma de la gota. La cohesión es la fuerza de atracción entre las moléculas de agua adyacentes dentro de la gota mientras que la adhesión es la interacción entre las moléculas de agua y las partículas de la superficie sobre la que se deja la gota. Si dominan las fuerzas de adhesión la gota se extiende y moja la superficie del sólido. Si dominan las fuerzas de cohesión la gota tendrá una forma esférica. La cohesión es la causa de que el agua forma gotas y la tensión superficial hace que se mantengan esféricas.

El agua y el vidrio se atraen (las fuerzas de adhesión son mayores que las fuerzas de cohesión) pero el agua y el corcho blanco se repelen (las fuerzas de cohesión son superiores a las fuerzas de adhesión).


En el caso del agua podemos hablar de superficies hidrofílicas (que tiene afinidad por le agua) y en caso contrario hablamos de superficies hidrofóbicas (que tiene horror al agua). El vidrio es una superficie hidrofílica y el corcho blanco y una hoja son superficies hidrofóbicas.   


domingo, 19 de mayo de 2013

265 Capilaridad en las plantas

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso con agua, colorante rojo y un apio con algunas hojas.

Procedimiento
Echamos un poco de agua en el vaso con unas gotas del colorante. Con medio vaso de agua es suficiente
Cortamos la parte inferior del tallo y luego lo metemos en el vaso.
Esperamos unas 24 horas

Transcurrido ese tiempo vemos que las hojas del apio se tiñen de color rojo. Si practicamos un corte en la parte superior del apio veremos unos puntos rojos en la zona de corte.

Explicación
Las plantas absorben agua y otras sustancias del suelo a través de la raíz. Dichas sustancias son transportadas hasta las hojas por unos vasos conductores por capilaridad.
  
La capilaridad es un fenómeno físico que permite a un líquido ascender por un tubito muy fino hasta una cierta altura. Cuando el líquido sube por el tubito es debido a que las fuerzas de adhesión de las moléculas del líquido con las paredes del tubito son superiores a las fuerzas intermoleculares de cohesión del líquido. La altura que puede lograr el líquido en un capilar está limitada por el propio peso del líquido.

La capilaridad no es el único mecanismo responsable del transporte de agua en las plantas. La transpiración vegetal en la superficie de las hojas ayuda a desplazar el agua y otras sustancias por las plantas. 


miércoles, 8 de mayo de 2013

264 Agua sobre una moneda

Para realizar nuestro experimento necesitamos una moneda, agua, colorante, un gotero y detergente.

En un vaso mezclamos agua con colorante y luego llenamos el gotero.
Descargamos el gotero sobre la moneda gota a gota. 
Podemos contar el número de gotas que dejamos caer sobre la moneda sin que se derramen.
Luego repetimos el experimento pero añadiendo unas gotas de detergente a la mezcla de agua y colorante. El número de gotas es ahora menor y se aprecia a simple vista que la mezcla alcanza menor altura sobre la moneda.

Explicación
La superficie de un líquido actúa cómo una membrana elástica 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.

La tensión superficial permite que se acumule  agua sobre la moneda sin derramarse.
Si  no ponemos muchas gotas sobre la moneda la superficie del agua se puede estirar sin romperse pero si ponemos muchas monedas la tensión superficial no es suficiente y el líquido se derrama.

Al añadir detergente disminuye la tensión superficial y el agua se derrama con menos gotas de agua. 


martes, 15 de enero de 2013

250 El agua sube por capilaridad

Para realizar nuestro experimento necesitamos dos portaobjetos de cristal, tinta, un clavo de hierro y una goma elástica.

Colocamos el clavo encima de uno de los portaobjetos, cerca de uno de los extremos, y encima ponemos el otro portaobjetos. Luego sujetamos el conjunto con la goma elástica. Es importante que el conjunto se pueda sostener verticalmente sin caer.




Luego ponemos un poco de tinta en un platito y encime colocamos nuestro dispositivo. Vemos que el agua asciende por el espacio que queda entre los dos portaobjetos. Pero la altura del agua es mayor cuanto menor es la separación entre los dos portaobjetos.


La tinta permite apreciar mejor el experimento pero se puede realizar con agua.

Explicación 
Si el líquido sube por las paredes de los portaobjetos por capilaridad es debido a que las fuerzas intermoleculares de cohesión que mantienen unidas las moléculas de agua es menor que la adhesión de las moléculas de agua con las paredes de cristal. El peso del propio líquido limita la altura que puede alcanzar entre los portaobjetos.

En nuestro experimento, la altura que logra el líquido entre los portaobjetos es mayor en la parte que tiene menos separación ya que en esa zona tan estrecha la masa de agua y el peso es menor.


domingo, 18 de noviembre de 2012

243 Bolitas que se atraen y bolitas que se repelen

Para realizar nuestro experimento necesitamos un recipiente con agua, un par de bolas de corcho y una bola de cera.

Dos bolas de corcho se atraen sobre la superficie del agua si se colocan a una distancia de uno o dos centímetros. Si las bolas se aproximan al borde del recipiente son atraídas por las paredes.

Si repetimos ahora el experimento con una bola de corcho y una bola de cera podemos ver que se repelen. Y la bola de cera es repelida por las paredes del recipiente.

Explicación
El agua moja las paredes del recipiente y la bola de corcho. En ambos casos el agua sube por las paredes formando un menisco cóncavo (la superficie del agua se curva hacia arriba). Respecto a la bola de cera, la superficie de la bola no es mojada por el agua y el agua no sube por las paredes (la superficie del agua se curva hacia abajo).

La superficie del agua se comporta como si fuera elástica por acción de la tensión superficial y tiende a contraerse. Si las dos bolas de corcho son mojadas por el líquido la mínima superficie se logra cuando las bolas están juntas o pegadas a las paredes del recipiente. En cambio, la mínima superficie se logra cuando las bolas están separadas cuando una de las bolas es mojada por el líquido y la otra no.



sábado, 6 de octubre de 2012

238 La superficie del agua se tensa

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso, un naipe de una baraja, unas monedas y agua 

Podemos colocar una carta en el borde de un vaso sin que se caiga. Colocando una moneda sobre el naipe, en la mitad que queda fuera del vaso, se rompe el equilibrio y el naipe cae.

Repetimos el experimento pero con un vaso lleno de agua hasta el mismo borde. En este caso podemos colocar varias monedas y el naipe no cae.

Explicación 
Al colocar el naipe en el borde del vaso lleno de agua podemos ver que el naipe se queda firmemente pegado a la superficie del líquido por adhesión (atracción entre una sustancia y una superficie por las fuerzas intermoleculares)

Si tiramos hacia arriba del naipe vemos que sube arrastrando una delgada capa de agua por cohesión (fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de una misma sustancia)

Por otra parte, la superficie del líquido actúa como una membrana elástica por la acción de la tensión superficial.

Finalmente, si colocamos el número suficiente de monedas, la capa de agua se rompe y el naipe cae.


viernes, 27 de mayo de 2011

168 Una pelota de ping pong caprichosa

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso con agua y una pelota de ping pong.

Primera parte:
Llenamos el vaso con agua sin alcanzar el borde del vaso. Colocamos la pelota de ping pong sobre la superficie del agua y vemos que la pelota se desplaza hacia el borde del vaso. Cuesta mucho lograr que la pelota se quede en el centro del vaso.

Segunda parte:
Ahora llenamos completamente el vaso con agua (mejor si empleamos un cuentagotas). En este caso, al colocar la pelota de ping pong sobre la superficie, permanece en el centro del vaso. Si se desplaza del centro regresa inmediatamente al mismo sitio.

Explicación
En el primer caso el agua sube por las paredes del vaso formando un menisco cóncavo (la superficie del agua se curva hacia arriba). Al colocar la pelota de ping pong sobre la superficie del agua sucede algo parecido. El agua sube por las paredes de la pelota formando otro menisco cóncavo.

Si se aproxima la pelota a la pared del vaso se unen los dos meniscos, aumentando la tensión superficial del agua por la parte próxima a la pared del vaso. Por este motivo la pelota se pega a la pared del vaso.

En el segundo caso, con el vaso completamente lleno, el agua sobresale del borde del vaso formando un menisco convexo. La superficie del agua se curva hacia abajo justo en el borde del vaso.

Al colocar la pelota sobre la superficie del agua la tensión superficial actúa en todas direcciones pero es menor en la parte próxima a la pared del vaso por la curvatura de la superficie. Por este motivo la pelota regresa al centro del vaso.