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Cecilia GarraffoJuan Carlos GilGastón GiribetFrancis VillatoroBorja Tosarnúmero adimensional similar reynoldsflujo materia agua sobresaturada carbonatosdisipación energía precipitación químicapatrón autosemejante formación hielonúmero de ReynoldsJuan Carlos GilGastón Giribetnúmero de Damköhlerteorema Pi
Disipación energía precipitación Química
Ep530: Estalagmitas; Deepmind; Entrelazamiento y Gravedad; Gravitones; Halloween
30 de octubre de 20256 momentos
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Juan Carlos Gil discute sobre un número adimensional similar al número de Reynolds, explicando cómo describe el problema de formación de estalactitas o hielo, implicando un balance entre flujo de materia y disipación de energía.
…como del tiempo característico, o sea que es un problema más de forma, más geométrico, más que tenga que ver con scale independientemente. O sea, ¿hay alguna noción de universalidad en esto que estás contando? ¿Te has cargado un tercio de lo que voy a contar? Perdón, hay un número adimensional que va a describir el problema, semejante al número de Reynolds. Y sí, tal cual lo explicas, hay una especie de balance entre el flujo de materia, que aquí es agua sobresaturada en carbonatos en el hielo o esa agua helada que está a cero grados o sobre enfriada y de repente encuentra un núcleo, un punto de nucleación y cristaliza, o en la turbulencia, pues es una competencia entre el avance del flujo y la disipación de energía o de precipitación química y se forma, bueno, lo has explicado mejor tú que yo, una suerte de patrón autosemejante. En distintos medios, y el hielo en particular es equivalente completamente al de las estalactitas No en las estalagmitas, y es lo curioso de este artículo, pero las estalactitas siguen esa ley de los cuatro tercios posiblemente por una relación, llamala,…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil explica la transición del carbonato de calcio disuelto en la caliza a un mineral cristalino al precipitarse dentro de las cuevas.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #17carbonato calcio disuelto en calizaprecipitación cristalina cuevasminerales impurezas carbonato calcio…una desgasificación; el dióxido de carbono se libera en la cueva, con lo cual el equilibrio de la disociación del bicarbonato se desplace hacia la izquierda y por tanto el carbonato de calcio precipita en forma sólida y esto es lo que forman las estalactitas. Decía que el subsuelo tiene caliza, la caliza es una roca, una roca sedimentaria, ¿recordáis? La roca era un conjunto de minerales, bueno, es fundamentalmente carbonato de calcio pero tiene otras impurezas. Sin embargo, al precipitar en el interior de las cuevas, lo hace tan despacito que da tiempo a que se precipite de forma cristalina y el carbonato de calcio cristalino ya no es caliza, es una roca, sino un mineral, de hecho dos. porque hay dos polimorfos estables del carbonato de calcio, la calcita y el aragonito La calcita es la normal, la que es estable a presiones decentes, pero a veces, bueno, si hay muchísimo magnesio o si el pH es especialmente básico o cuando la…
Juan Carlos Gil discute sobre un número adimensional similar al número de Reynolds, explicando cómo describe el problema de formación de estalactitas o hielo, implicando un balance entre flujo de materia y disipación de energía.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1número adimensional similar reynoldsflujo materia agua sobresaturada carbonatosdisipación energía precipitación químicapatrón autosemejante formación hielo…como del tiempo característico, o sea que es un problema más de forma, más geométrico, más que tenga que ver con scale independientemente. O sea, ¿hay alguna noción de universalidad en esto que estás contando? ¿Te has cargado un tercio de lo que voy a contar? Perdón, hay un número adimensional que va a describir el problema, semejante al número de Reynolds. Y sí, tal cual lo explicas, hay una especie de balance entre el flujo de materia, que aquí es agua sobresaturada en carbonatos en el hielo o esa agua helada que está a cero grados o sobre enfriada y de repente encuentra un núcleo, un punto de nucleación y cristaliza, o en la turbulencia, pues es una competencia entre el avance del flujo y la disipación de energía o de precipitación química y se forma, bueno, lo has explicado mejor tú que yo, una suerte de patrón autosemejante. En distintos medios, y el hielo en particular es equivalente completamente al de las estalactitas No en las estalagmitas, y es lo curioso de este artículo, pero las estalactitas siguen esa ley de los cuatro tercios posiblemente por una relación, llamala,…
Juan Carlos Gil continúa explicando los procesos químicos involucrados en la formación de estalactitas, mencionando un balance entre ácido carbónico y dióxido de carbono.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #12caída del agua dióxido de carbonoagua menos ácida carbonato calcioestalactitas etapa química limitanteestalactitas balance ácido carbónicoprecipitación carbonato de calcio estalactitasteorema pi escala estalactitasenergía caída gota sueloaltura caída escala análisiscambio químico formación estructuras gastón giribet…y las estalagmitas, si las miráis, no tienen formas especulares, no es lo mismo, no ocurre lo mismo En estalactitas es fácil, cuatro tercios, está resuelto, pero en estalagmitas pasa otra cosa, la gota se desprende de una estalagmita y cae Y ahí sufre Un proceso durante el aire y la caída que marca un punto de transición, ya es distinto. Durante esta caída se pierde dióxido de carbono, el agua se vuelve menos ácida, está más saturada en carbonato de calcio y mientras que en las estalactitas la etapa química limitante de las que os hablaba antes muy rápidamente, salvo que seáis químicos supongo. ¿Que no lo habréis aprendido? Bueno, era en estalactitas el balance entre ácido carbónico y dióxido de carbono. En las estalactitas, la etapa relevante es la precipitación de carbonato de calcio y que, pensando en las mismas coordenadas que antes, con el teorema Pi, buscar las cosas de escala, ahora. Hay una nueva escala, que es o bien la energía con la que la gota cae al piso, que sería la inversa de la otra escala que podemos pensar, que es la altura desde donde cayó y eso también te cambia todo el análisis, porque al tener una nueva cosa con escalas. Pero curiosamente tienes que meter en tu mente de físico, permíteme Gastón, el hecho de que ha habido un cambio químico y ambos van a competir ahí por formar las estructuras y aquí el cambio químico es muy Relevante y además de todo lo que hemos dicho, tenemos la gravedad, la hidrodinámica y bueno, pues se forma ahí un lío que desmorona completamente la posible naive simetría entre estalactitas y estalagmitas. Esto es un sistema acoplado, efectivamente, la…
Juan Carlos Gil explica cómo el número de Damköhler relaciona la velocidad de una reacción con la velocidad del transporte de reactantes o productos para mantenerla sostenida en un reactor químico.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #4número damköhler reactor químicoprecipitación carbonato calcio estalagmitaecuación 9 dancolacaudal volumétrico reacción sostenida…de control adimensional. El número de Damkola, un químico alemán que ya se conocía pero no estaba aplicado a este problema, es una magnitud clásica, yo lo estudié en su día de la ingeniería química Un número adimensional que relaciona la velocidad de Una reacción en el numerador con la velocidad del transporte de reactantes o de productos para poder mantener la reacción de forma sostenida en un reactor que no ocurra y acabe, sino en un reactor químico queremos mantenerla sostenida. En el caso que nos ocupa este parámetro DA, de Dancola, esta es la ecuación 9 y en el numerador tenemos K por R al cuadrado; K es la velocidad de precipitación de carbonato de calcio, el fenómeno químico del que estamos hablando y R al cuadrado da cuenta del área de la base de la estalagmita, el sitio efectivo donde podemos precipitar y el denominador es Q, el caudal volumétrico; por eso arriba es la reacción, precipitación de carbonato de calcio multiplicado por el área efectiva donde podemos precipitar dividido por el flujo, caudal volumétrico en. este caso. En la ecuación 9, si la miráis, parece que falta un factor pi, pi r cuadrado, la superficie de un círculo y no aparece, bueno me llevo un rato encontrarlo, está escondido en la definición de Q, que es un caudal volumétrico por unidad de ángulo,…
Juan Carlos Gil explica cómo los modelos matemáticos predicen una pendiente positiva en el origen cuando el número DA es menor que 1, lo que resulta en estalagmitas con puntas afiladas.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #18número da menor que 1pendiente positiva en el origenestalagmitas con puntas afiladasalcohóler menor que 1dióxido carbono en estalagmitas cónicasaporte abundante agua estalagmitascinética no controlada carbonato calcio…de humedecimiento distribuido por esta salpicadura y movimiento de las gotas. Lo que hacen es extender el modelo de Franke con este, si queréis, goteo distribuido y les aparece de forma natural soluciones invariantes con tapa plana. Desaparece de esta forma. Y finalmente tenemos el caso de DA menor que 1, en el que según las ecuaciones la pendiente en el origen es positiva, lo que significa que tenemos punta afilada y es así. Tenemos este régimen con el número de alcohóler menor que 1, representa estas lagmitas cónicas que también las hay. Los autores proponen, en este caso, que mientras las otras columnares y décima plana crecen en un régimen en el que la química está limitada por la precipitación de carbonato. De calcio, como os contaba antes, en las cónicas ocurre que el aporte de agua es tan alto que las gotas no tienen tiempo de equilibrar su contenido de dióxido de carbono durante la caída. Y por tanto la cinética ya no está producida, no está controlada por la deposición del carbonato, como ocurre en el resto de las estalagmitas que son más tranquilas, sino por la conversión, el otro paso que os comentaba al principio, la conversión de ácido carbónico en dióxido de carbono. ¿Y qué ocurría eso? ¿Dónde ocurría eso? Que os lo conté al principio, habéis hecho, habéis estado escuchando. En las estalactitas, así que estas sí, estas estalagmitas sí que podrían llamarse estalactitas invertidas de alguna forma. Aquí sí que tenemos esta…
Juan Carlos Gil explica que las estalactitas y estalagmitas actúan como un registro de la química que ocurre en la superficie y subsuelo, incluyendo un efecto llamado defracción isotópica del carbono.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #10estalactitas estalagmitas registro químicodefracción isotópica carbono superficie cuevaisótopos carbono 12 y 13…naturales del clima pasado a lo largo de miles y decenas de miles de años, semejante a los núcleos de hielo del subsuelo que se extraen ahí a grandes profundidades o de alguna forma los anillos de los árboles, aunque esto es claro a mucho menor escala. Las estalamitas y las estalamitas con el proceso que he contado en la cara del programa pues suponen un registro de la química que ocurre en la parte superior, en la superficie y en el subsuelo por encima de la cueva y en particular hay un efecto que se llama defraccionación isotópica del carbono que hace cambiar cómo se deposita las pequeñas diferencias en la forma en la que se depositan los distintos isótopos del carbono, el 12 y el 13. Porque tienen ligerísimas diferencias en cómo se precipita el carbonato De calcio y cómo se libera el dióxido de carbono. En función de su masa, pequeñísimas diferencias en la masa provocan esas diferencias que comentas. Exacto, y aparecen, luego lo comento. El carbono 14, que nos suena a todos, es radiactivo; bueno, esa es una…