Tensión superficial

De Física Itinerante
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Ficha del experimento
Autor(es) original(es) Sebastián González P., Javiera Monsalve
Área(s) abarcadas Fluidos
Nivel de enseñanza Rellenar
Contenido curricular abordado
Rellenar

En el siguiente experimento se pretende profundizar en una de las maravillosas propiedades del agua: la tensión superficial. Somos testigos todos los días de sus efectos, uno de los más notables es la formación de gotas de agua. Además, de esta propiedad dependen muchos ecosistemas por razones que ya se verán.
Pero nos deja la pregunta, ¿qué es la tensión superficial?
Es una adhesión de las moleculas de la superficie del agua, que permite a esta resistir fuerzas externas a ella. Por ejemplo, los insectos livianos pueden aprovecharse de esto para posarse en la superficie del agua sin hundirse.
El experimento:
Veremos una de las manifestaciones de esta propiedad. Para ello, necesitaremos los siguientes materiales:

  • Un contenedor líquido con agua
  • Pimienta negra molida
  • Jabón

Simplemente se echa pimienta homogéneamente en la superficie del agua, se unta un dedo en jabón y tocamos el agua con pimienta en el centro.
Pregunta 1: ¿Por qué la pimienta se aleja?
En un principio la superficie del agua se encuentra a la misma tensión, tal como una lámina de plástico estirada. Lo que está sucediendo aquí es que el jabón se mezcla con el agua, reduciendo la tensión superficial en un pequeño radio, que sería lo análogo a hacer un pequeño agujero en dicha lámina de plástico estirada. Esto produce que el agua sin jabón (y la pimienta que está sobre ella) se vaya a los bordes para equilibrar la tensión, como lo que sucede cuando se corta un elástico estirado: este se contrae pues ya no hay nada que lo mantenga estirado.
Pregunta 2: ¿Por qué el jabón efectivamente disminuye la tensión superficial?
Esto sucede debido a que las moléculas de agua se mezclan con las de jabón. La tensión superficial tiene que ver con que las moléculas se agua se quieren mantener juntas entre ellas en la superficie, por lo que al haber moléculas extrañas allí el efecto se atenúa.
Pregunta 3: ¿La pimienta no atenúa el efecto?
Notamos que la pimienta está distribuida homogéneamente, por lo que la tensión superficial también dsminuye homogéneamente. Es la diferencia de tensión superficial lo que produce el efecto.
Pregunta 4: ¿Podemos ver esto en nuestra vida diaria?
Por ejemplo, al lanzarnos a una piscina de clavado (o “piquero”) lo que hacemos es romper la tensión superficial del agua con nuestras manos, para que luego nuestro cuerpo entre suavemente al agua. El contrario consiste en tirarse de frente (o “guatazo”), que provoca que todo nuestro cuerpo se tope con la tensión superficial del agua (y posteriormente la rompa).