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Sara RobiscoJuan Carlos GilHéctor SocasGastón Giribettensión superficial descomposición fuerzasinterfaz entre dos fluidosdescomposición fuerzas juan carlos gilmoléculas agua puentes hidrógenotensión superficial minimizando contacto airegotas esféricas equilibrio gravedad bichitosaire moléculas nitrógeno oxígeno desapaciblesefecto MarangoniJuan Carlos GilGastón GiribetMarangoniPrincetonPhysical Review LettersHéctor Socas
Tensión superficial descomposición fuerzas
Con
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Juan Carlos Gil explica que la aparición de la tensión superficial se debe a una descomposición de fuerzas en la interfaz entre dos fluidos.
…de vuestro dedo jabonoso hacia los bordes del plato, arrastrado por este efecto Marangoni súbito, producido por el surfactante, por el jabón que tenéis en el dedo y que reduce la tensión superficial del agua; y en los extremos el agua sin jabón tira de ello. La tensión superficial aparece en la interfaz entre dos fluidos por una descomposición de fuerzas. Cerca del aire, en un líquido cerca del aire, pues una molécula de agua ve a su alrededor, ve abajo y a sus lados, pues otras moléculas de agua como ellas, que son amiguitas suyas, con las que está súper a gusto, formando puentes de hidrógeno. Pero por arriba está el desapacible aire con sus aburridísimas moléculas apolares de nitrógeno y oxígeno. De esta forma el agua tiende a quedarse con sus amigas minimizando, esta es la gracia de la tensión superficial, la superficie de contacto con el agua, con el aire en este caso. Haciendo gotas esféricas, por eso las gotas son esféricas, y permitiendo que bichitos como los chinches de agua caminen por encima del agua, porque se equilibra su peso, la fuerza de la gravedad en este caso, con la tendencia del agua a no dejarse deformar. La superficie de agua se deforma hasta que su resistencia compensa el peso. Además de que las patas de estos bichitos, bueno, están recubiertas de cera hidrofóbica; porque si no se mojaría rápidamente y la patita penetraría.…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil explica que la aparición de la tensión superficial se debe a una descomposición de fuerzas en la interfaz entre dos fluidos.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1tensión superficial descomposición fuerzasinterfaz entre dos fluidosdescomposición fuerzas juan carlos gilmoléculas agua puentes hidrógenotensión superficial minimizando contacto airegotas esféricas equilibrio gravedad bichitosaire moléculas nitrógeno oxígeno desapacibles…de vuestro dedo jabonoso hacia los bordes del plato, arrastrado por este efecto Marangoni súbito, producido por el surfactante, por el jabón que tenéis en el dedo y que reduce la tensión superficial del agua; y en los extremos el agua sin jabón tira de ello. La tensión superficial aparece en la interfaz entre dos fluidos por una descomposición de fuerzas. Cerca del aire, en un líquido cerca del aire, pues una molécula de agua ve a su alrededor, ve abajo y a sus lados, pues otras moléculas de agua como ellas, que son amiguitas suyas, con las que está súper a gusto, formando puentes de hidrógeno. Pero por arriba está el desapacible aire con sus aburridísimas moléculas apolares de nitrógeno y oxígeno. De esta forma el agua tiende a quedarse con sus amigas minimizando, esta es la gracia de la tensión superficial, la superficie de contacto con el agua, con el aire en este caso. Haciendo gotas esféricas, por eso las gotas son esféricas, y permitiendo que bichitos como los chinches de agua caminen por encima del agua, porque se equilibra su peso, la fuerza de la gravedad en este caso, con la tendencia del agua a no dejarse deformar. La superficie de agua se deforma hasta que su resistencia compensa el peso. Además de que las patas de estos bichitos, bueno, están recubiertas de cera hidrofóbica; porque si no se mojaría rápidamente y la patita penetraría.…
Juan Carlos Gil explica cómo visualizar el fenómeno de la tensión superficial utilizando una analogía con membranas elásticas y globos rotos.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #2 · Palabras #6tensión superficial membrana elásticaefecto marangoni membranas unidasglobos rotos superficie resistencia formaanalogía juan carlos gil tensión…la rareza, estos bichitos se alimentan de carabelas portuguesas; las medusas, bueno, unas medusas súper venenosas, pues es su comida favorita. Así que viven colgando de la superficie del mar hacia abajo y comiendo medusas, en fin, hay gente pato. Bueno, En resumen, que esto de la tensión superficial se puede visualizar bastante; yo creo que se visualiza muy bien, pues como si fuese una membrana elástica, un globo roto en una superficie que se resiste a cambiar de forma y con esta analogía el efecto Marangoni se puede visualizar como dos membranas unidas con distinta tensión, un globo más fuerte que otro, de tal forma que si se las deja a su bola, pues la membrana más fuerte va a tirar de la más débil desplazando la interfaz entre los dos hacia la membrana. El efecto Marangoni explicado con globos. Otra cosa interesante para mí; acabo de mirar en internet el dragón azul, está buenísimo. Eso es, lo tenéis que ver. Parece mentira, parece que lo ha diseñado una IA. Pues no, era anterior. Los nudibranquios en general, Gastón, si no los conoces, son para…
Juan Carlos Gil continúa explicando cómo la leche disuelta crea un campo de tensión superficial que afecta al movimiento del jabón, y reflexiona sobre la complejidad de las hipótesis científicas.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #9 · Palabras #8leche disuelta tensión superficialcampo global marangoni jabónhipótesis científicas juan carlos gil…la leche no es más que una emulsión de proteínas como la caseína o de lípidos en agua, ¿vale? Es una serie de micelas, bueno pues disueltas en agua y por eso alimenta porque tiene grasa y proteínas y por tanto estos lípidos son surfactantes y al estar la Leche en el laberinto ya disuelta, pues crea una suerte de campo global de tensión superficial, si queréis una especie de paisaje con resistencias variables al avance de Marangoni que guía al jabón. Pausa melodramática. Bueno, no se me ocurre; me llama mucho la atención cuando la gente lanza estas hipótesis, son muy listas. Pero eso, a ver, más que resolver el problema lo cambia de sitio, porque hemos pasado de cómo sabe el jabón dónde está la salida a cómo sabe la leche. ¿Dónde está la salida? Pero ahora tienes por lo menos, es una hipótesis; vamos a ver que lo resuelven y que lo demuestran. Ahora tienes un mapa global, ahora tienes ya un mapa que hace que un camino del laberinto no sea idéntico a otro. ¿Porque hay un campo…
Juan Carlos Gil continúa explicando cómo los callejones sin salida en un laberinto generan una resistencia similar a la presión, comparándolo con un campo de tensión superficial y proponiendo una analogía con un fluido compresible.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #12 · Palabras #13callejones sin salida laberintoresistencia presión campo tensiónfluido compresible hector…tienes por lo menos, es una hipótesis; vamos a ver que lo resuelven y que lo demuestran. Ahora tienes un mapa global, ahora tienes ya un mapa que hace que un camino del laberinto no sea idéntico a otro. ¿Porque hay un campo de tensiones superficiales, vale? Los callejones sin salida del laberinto van a generar una especie de mayor resistencia con comillas. Claro, es lo que yo estaba pensando: que a lo mejor aquí hay algo de efecto de presión, de que donde hay cerca un final de trayecto, hay como más presión ahí, es más difícil mover eso. Cambia la palabra presión por campo de tensión superficial y vas en la dirección correcta. La versión ingenua de esto yo tenía, parecía la de Héctor: imaginemos que tenemos no agua ni leche, sino un fluido muy compresible, algo así. entonces es un poco eso, uno puede empujar para donde no hay topes. Voy a empujar más fácil, entonces yo voy empujando a mi alrededor. Tal cual, uno de los mecanismos que describía al principio era propagación de ondas; si tienes un gas y pones un sonido en…
Juan Carlos Gil comenta sobre un experimento que resulta más comprensible al ver el vídeo asociado, explicando cómo se conecta todo de repente y cómo se modelará matemáticamente.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #15 · Palabras #14experimento vídeo campo tensiones superficialesmodelado matemático surfactante tensión superficialinteracción surfactante mayor tensión superficial…cual, uno de los mecanismos que describía al principio era propagación de ondas; si tienes un gas y pones un sonido en un lado, pues vas a oír el sonido al final del laberinto, sí, pero es que aquí no parecía, no hay ondas de presión ni de ningún tipo, ¿vale? Qué bueno. De todas formas, es que esto, o sea, sorprende mucho más lo que estoy contando si antes se ve el vídeo, pero bueno, estamos en un poco. O sea, como que cablea todo de golpe; esa es un poco la idea. Claro, de alguna forma, ya la veremos cómo matemáticamente lo consiguen modelar y se explica; bueno, pues hay una omnipresencia de un campo de tensiones superficiales y la interacción entre este surfactante que tiene mayor tensión superficial que el otro, bueno, pues consigue viajar de forma muy eficaz a lo largo del camino. Veo la alegría de la camiseta que se va puesta. Me alegro que la hayas pillado; yo antes la he explicado para los que no tienen nuestra edad. Yo no estaba, pero la vi, la vi. Pero sí. Vale, ¿qué ocurre? Pues que han tenido mucha suerte, que en su experimento esto que os cuento se ha visto favorecido por estas grandes áreas que os comentaba que había al principio y al final del laberinto: una superficie de 20 por 20 milímetros, ¿os acordáis? Porque fue algo…
Juan Carlos Gil explica cómo un experimento con fluidos en un laberinto tuvo un resultado inesperado debido a una gran superficie.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #18superficie dominante en laberintomapa de tensiones fluidos gilexperimento fluidos superficie inesperada…acordáis? Porque fue algo completamente contingente, que diría Gastón, que han tenido suerte, porque en su estudio original, que no lo he dicho, tampoco era muy relevante, porque estaban estudiando las fuerzas de arrastre, las fuerzas de arrastre, fuerzas. resistivas sobre objetos sólidos que se desplazan en fluidos, bueno pues que les ayudó a descubrir este efecto por serendipia, ¿vale? Simplemente allí hay mucha superficie, una superficie dominante sobre el resto del laberinto y por tanto el mapa de tensiones superficiales va a tirar hacia allí, ¿vale? Con lo cual a esto se le podría engañar, como Se podría engañar a Teseo quizá, haciendo un pasillo ciego, sin salida, pero que fuese muy muy largo, ¿vale? Entonces el jabón posiblemente tendería hacia ahí y después de varios minutos se encontraría con la mala noticia de que le han engañado. Bueno, pues…
Juan Carlos Gil explica cómo se descarta la solubilidad y difusión de la tinta para simplificar el análisis del experimento con el laberinto, lo que permite considerar un único campo de tensión superficial.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #7tinta solubilidad difusión experimentocampo tensión superficial surfactante gilconcentración campo análisis laberintogamma mayúscula campo tensión superficialmasa surfactante endógeno exógeno jabónsuperficie blanca roja experimento inicialgrafo modelan zonas grandes principio final…ramificado; es un grafo que es equivalente al laberinto del experimento. Ponen un vértice del grafo en cada cuadradito de 3x3 milímetros si quieres que forman el laberinto y claro, las aristas del grafo son los distintos caminos y las distintas encrucijadas. Desprecian de forma justificada la solubilidad y la difusión de la tinta, con lo cual eso, hay un único campo de concentración de surfactante y por tanto un único campo de tensión superficial. He hecho campo de concentración, en serio. Me ha salido esa combinación de palabras. Iba a decir que nos trae malas memorias, pero no tan lejanas algunas en estos malos tiempos. Bueno, en el artículo a este campo de tensión superficial le llaman gamma mayúscula. El punto de partida es una estimación entre la masa de surfactante endógeno y exógeno, jabón y leche, que más fácil es decir, inicial en el experimento que está dado simplemente por la superficie que al principio es blanca y roja, con eso tienen la masa y a partir de ahí tiran y para hacer su grafo modelan estas zonas grandes del principio y el final con el truquito que os anticipaba. Un grafo con un brazo muy largo, que tiene más o menos la superficie de la zona amplia, pues tira para allá y a eso lo llamo salida. Y este modelo lo resuelven de forma numérica, hacen integración lagrangiana en el grafo, utilizan un método de resolución de…
Juan Carlos Gil y Gastón Giribet discuten sobre la justificación de una aproximación lineal en un artículo científico, relacionada con la diferencia de tensión superficial entre dos surfactantes.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #11aproximación lineal tensión superficialartículo científico autores princetonnotas artículo carlos gil…con detalles oscuros de la resolución, que no ha debido ser nada fácil y seguro que los dos nuevos autores matemáticos han tenido mucho que decir y para eso se ganan las lentejas y aparecen en un Physical Review de Letters y también, como veremos antes, Después con una justificación, bueno pues utilicen una aproximación lineal, que es válido cuando la diferencia de tensión superficial entre los dos surfactantes, pues es pequeña, como es el caso. ¿Te puedo hacer unas preguntas con Carlos? Absolutamente; otra cosa es que te la puedo responder. No, no, no, sobre los autores, decías que los autores son de Princeton, ¿cuáles son los nombres de los autores de Princeton? ¿Lo tenés ahí a mano? Bueno, vamos a ver si lo tengo el artículo porque yo me hago notas. Yo tengo el artículo por aquí. Autores de Princeton. Vamos a ver, departamentos. Sí, hay varios. Son el 2 y el 3. Fernando Temprano Coleto. ¿Qué divertido? Solo él, y solo él, que está asociado al Centro de Energía, Energy and Environment y Departamento de Mechanical and Aerospace Engineering. Tiene esas dos filiaciones. No preguntaba, porque tengo…
Juan Carlos Gil comenta sobre un artículo científico, señalando que los experimentos realizados son extensos y muestran la robustez del modelo propuesto, aunque a veces parecen superficiales.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #16experimentos extensos modelo propuestomaterial suplementario experimentos trazadoresavance colorado flujo laminarcambios tensión superficial laberinto agua pimienta…Que no dicen por qué, pero a mí me da la sensación que debe ser por el menisco que se tiene que formar en las paredes físicas y que es un efecto tridimensional que un modelo en 2D no va a capturar, ¿no? O sea, el artículo está súper chulo en términos de Modelado y no te digo ya nada: el laberinto, pero ojo, o les han restringido mucho la extensión o se quedan ahí algunas veces un poquito superficiales. Bueno, decía, el material suplementario es extensísimo; hacen un montón de otros experimentos, otros vídeos, otros trazadores, otros surfactantes y en general ven que su modelo funciona fenomenal, sobre todo que es muy robusto siempre y cuando el avance colorado no abandone el flujo laminar, que los cambios de tensión superficial sean moderados con lo cual este modelo no valdría para el caso del laberinto de agua con pimienta; que en cuanto tocas hace ras porque se produce flujo turbulento. En este sentido los autores, o sea, doble serendipia, tuvieron suerte de utilizar leche. ¿Por qué usaban leche? Porque se ve fenomenal la tinta roja sobre el blanco de la leche. Es otra suerte añadida. Se puede decir que tuvieron leche; es otra serendipia…
Gastón Giribet continúa explicando cómo un cuerpo se desmembra al acercarse a un agujero negro, utilizando la analogía de dos moléculas del cuerpo que experimentan fuerzas diferentes.
Habla: Gastón GiribetSignificado #4desmembramiento cuerpo agujero negromoléculas fuerza agujero negro pequeñofuerza distinta moléculas desmiembra…qué es suave, hay que pensar que si estoy un poquitito afuera de él, un poquitito afuera de él y pongo dos puntitos afuera de él pero muy, muy arbitrariamente cerca de él, pero afuera de él, entonces dos moléculas de mi cuerpo, claro, dos moléculas de mi Cuerpo en un agujero negro supermasivo, esas dos moléculas van a sentir una fuerza enorme, pero las dos la misma, y van a ser succionadas cerca de un agujero negro pequeño, muy, muy cerca de él. Esas dos moléculas van a sentir una fuerza no tan grande, pero muy distinta entre ellas, y entonces lo desmiembra. Entonces sí, sí, sí, eso lo entiendo; eso lo entiendo, pero no, o sea. entonces o sea hay una discontinuidad aquí que me resulta molesta si yo Yo estoy con una nave espacial y me acerco al... Había un experimento mental que ponía Keith Thorne en su libro que era algo parecido a esto, ¿no? Yo puedo poner los motores a toda…