La Forma de los Líquidos

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La forma de los líquidos en ausencia de fuerzas externas es esférica, para minimizar su tensión superficial...

Líquidos

Un líquido es un fluido cuyo volumen es constante en condiciones de temperatura y presión también constante. Las partículas que lo constituyen están unidas entre sí por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por ello, pueden trasladarse con libertad, lo que determina su fluidez (en oposición a la viscosidad). Así se explica que los líquidos adopten la forma del recipiente que los contiene.

Este mismo hecho hace que en ausencia de gravedad, la forma que adquieran los líquidos sea esférica, ya que así se minimiza la tensión superficial, como consecuencia de la aplicación del principio de Hamilton, que dice que todo sistema mecánico evoluciona hacia un mínimo de energía. Esta mínima tensión superficial hace que el líquido en ausencia de fuerzas externas tienda a disminuir en lo posible su superficie para un volumen dado, siendo la esfera la forma más óptima.

Cómo Simular la Ingravidez en Líquidos

En el espacio, los líquidos tienen una forma esférica, ya que la atracción de la Tierra o de otro astro es despreciable. Pero también podemos observar este fenómeno en la Tierra, utilizando para ello tres líquidos de diferentes densidades.

Material Necesario

- Alcohol
- Agua
- Aceite
- Jeringuilla (con aguja es mejor)
- Recipiente (preferible esférico)

La cantidad de cada uno de los líquidos depende del tamaño del recipiente.

Instrucciones

En un recipiente, verter agua y alcohol a partes iguales en una cantidad tal que permita observar el desplazamiento de la gota hasta su posición de equilibrio. Una vez llena la jeringuilla con aceite, situar la boquilla en el fondo del recipiente e inyectar el aceite lentamente (de ahí que sea bueno utilizar aguja) para conseguir gotas de aceite lo más grande posible. Cuantas más pequeñas son las gotas más esfericidad se consigue en el equilibrio.

Explicación

Al mezclar tres líquidos de diferentes densidades, cada uno de ellos tiende a situarse según su densidad, depositándose en el fondo el de mayor y en la superficie el de menor. En nuestro caso, el aceite flota en el agua, pero se hunde en el alcohol. Su forma se debe a que cuando un líquido se encuentran en el seno de otro líquido de la misma densidad, o entre dos de diferentes densidades, por el principio de Arquímedes, "pierde” su peso, quedándose como si no pesara nada, es decir, como si la gravedad no influyera sobre él, adoptando así su forma natural esférica.

La razón de inyectar el aceite en el fondo se debe a que cuando más similares son las densidades de los líquidos, su desplazamiento relativo es más lento, observándose más tiempo la esfericidad. Una vez que se ha situado entre los dos líquidos, las fuerzas que se ejercen entre ellos como consecuencia de su diferente cohesión molecular, y por ende, su densidad, hace que las gotas se aplanen. Un menor tamaño de las gotas permite su mayor esfericidad como consecuencia de que su tensión superficial, o cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.

Dedicado a Leticia

Referencia:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/tension/introduccion/introduccion.htm
http://www.geocities.com/yakov_perelman/FisicaRecreativa_I/capitulo05.html#cinco