MEZCLAS. LA TINTA NEGRA O EL HUMO

Una Sustancia Pura es aquella que tiene unas propiedades específicas que la caracterizan y que sirven para diferenciarla de otras sustancias. El mercurio, el agua o el azúcar son ejemplos de sustancias puras. A su vez,  las sustancias puras pueden ser Elementos o Compuestos. Compuestos químicos, son sustancias puras que se pueden descomponer en otras más simples por métodos químicos. El agua y el azúcar son ejemplos de compuestos químicos. Los elementos químicos son sustancias puras que no pueden descomponerse en otras más simples. El mercurio sería un ejemplo.

Por otro lado, podemos definir Mezcla como una sustancia que está formada por varios componentes (dos o más), que no pierden sus propiedades y características por el hecho de mezclarse ya que no se produce una reacción química entre ellos. Algunos ejemplos de mezclas son una ensalada, agua salada, azúcar y sal, etc.

De forma sencilla, una mezcla donde los componentes no se pueden diferenciar a simple vista recibe el nombre de Mezcla Homogénea o Disolución. En toda disolución se diferencian dos tipos de componentes: Disolvente y Soluto. El disolvente es la sustancia que se encuentra en mayor proporción en la disolución y únicamente hay uno por disolución. El soluto, por el contrario, es la sustancia que se encuentra en menor proporción y pueden existir uno o más en la disolución. El agua salada sería un buen ejemplo de disolución. Si, por el contrario, somos capaces de diferenciar los componentes que forman esa mezcla, se denominaría Mezcla Heterogénea. Una ensalada sería un buen ejemplo de mezcla heterogénea.

A la vista de todas estas definiciones, ¿dónde colocarías la tinta negra?... ¿Sustancia pura o Mezcla?... Échale un vistazo a este vídeo.

La técnica de separación llamada Cromatografía pone de manifiesto qué es la tinta negra: una disolución homogénea compuesta por varias sustancias (colorantes) disueltas. Durante el ascenso del disolvente (alcohol, agua o acetona, por ejemplo) los solutos que forman la mezcla se disuelven y son arrastrados por el disolvente que asciende por capilaridad. A medida que el líquido se desplaza, los solutos dejan bandas de color a diferente altura.

En el resultado de la cromatografía es muy importante la elección del disolvente. En la imagen superior observamos el resultado con agua (izquierda) y con alcohol etílico (derecha).

Otro ejemplo sencillo de aplicación de esta técnica es la separación de algunos de los pigmentos fotosintéticos de las hojas.

Si quieres ver la información completa, pincha en el siguiente enlace: Clorofila, Luz y Fotosíntesis

Y hablando de mezclas, ¿el humo que obtenemos al quemar un papel o el que sale de un cigarrillo, qué es?... ¿Un gas?... ¿Un líquido?... ¿Un sólido?... ¿Sustancia pura o mezcla?... Veamos el siguiente vídeo.

Estamos acostumbrados a ver cómo el humo asciende y, sin embargo, en el vídeo se observa como el humo cae dentro de la botella al igual que un líquido o un sólido. Veamos en primer lugar que esa sustancia llamada humo.

El humo en muchas ocasiones se define como un Coloide. Un coloide es un sistema formado por dos o más fases. La Fase Continua es la que se encuentra en mayor proporción y la Fase Dispersa en menor proporción. Sin embargo, su inclusión en este grupo de sustancias coloidales no está muy clara. Por una parte, las cenizas de la combustión ascienden por efecto de las corrientes de convección del aire caliente y acaban cayendo al suelo cuando se enfría. Esto significa que deberíamos estar hablando del humo como de una Suspensión en el aire. Por otro lado, el humo forma micelas estables en el aire (y que son en parte responsables de la expansión de un incendio) y esto sí es propio de los coloides.

Pero, ¿por qué cae el humo?... Como hemos indicado, el humo asciende por las corrientes de convección creadas por el aire calentado por la llama. Si ese aire caliente no existe, las partículas que forman humo caen en cascada como cualquier otro sólido.

Por último,  el humo nos puede ayudar a poner de manifiesto el Efecto Tyndall. Este efecto, descubierto en 1869 por el físico irlandés John Tyndall (1820-1893), es el fenómeno físico producido por partículas coloidales o suspensiones en un líquido o un gas y que se hacen visibles al dispersar la luz que incide sobre ellas. Los rayos de luz de los faros de un coche al atravesar la niebla o el color azul del cielo son también ejemplos de este efecto Tyndall. En el caso de la foto inferior, el humo concentrado dentro de la botella pone de manifiesto el haz de un láser verde

UN CIELO AZUL Y UNA PUESTA DE SOL

La página web CLICKMICA, dependiente de la FUNDACIÓN DESCUBRE, ha publicado un trabajo que nació en este blog bajo el título ¿POR QUÉ EL CIELO ES AZUL?

Partiendo de este trabajo y ampliándolo más en el sentido químico, también se busca mostrar una aplicación de otros conceptos como la Dismutación o el efecto Tyndall. De paso, también podemos comprender por qué el agua de un vaso es transparente y, sin embargo, el agua de una piscina es azul. Por cierto, ¿cómo será el cielo visto por una abeja?...

Cono Tyndall (inicio del cielo azul químico)

Luz transmitida (puesta de Sol química)

El cielo azul llenando el cristalizador

El vídeo titulado Un cielo azul y una puesta de Sol (Simulación Química)

El trabajo completo se puede leer en el enlace:

UN CIELO AZUL Y UNA PUESTA DE SOL (SIMULACIÓN QUÍMICA)

¿POR QUÉ EL CIELO ES AZUL? ¿Y EL MAR?...

Hay muchas preguntas que pueden parecer tontas, y en muchas ocasiones, pueden ser finalmente las más interesantes de responder. ¿Por qué el cielo es azul?... es, tal vez, una de esas preguntas tontas que no nos planteamos por lo cotidiano que es para nosotros. El cielo azul siempre está ahí, día tras día. Cuando se plantea esa pregunta a la gente, en muchas ocasiones, nos encontramos con esta respuesta: El cielo es azul porque se refleja el mar que es azul. Lamentablemente, la respuesta no es esa y no es tan sencilla… Vamos a intentar darle respuesta.

El color azul del cielo está relacionado con dos elementos: la composición de la luz solar y la humedad de la atmósfera. Si dejamos pasar un rayo de sol por un prisma de vidrio la luz se abre en un abanico de colores (fenómeno denominado Dispersión) por Refracción de la luz. Como resultado de esta Dispersión se observa la gama de colores conocida en el Arco Iris: violeta, azul, verde, amarillo y rojo. El color violeta es el que se separa más de la dirección del rayo incidente blanco y el color rojo el que menos. La desviación es máxima para los rayos de longitud de onda corta (violeta y azul), y mínima para los de longitud de onda larga (amarillos y rojos), que prácticamente no son desviados. Los rayos violetas y azules, una vez desviados, chocan con otras partículas suspendidas en el aire y nuevamente varían su trayectoria. Este proceso se realiza de forma sucesiva. Es decir, la radiación azul y violeta realiza un movimiento en zigzag a lo largo de la atmósfera antes de alcanzar la superficie terrestre. Cuando esta radiación violeta y azul llega a nuestros ojos ya no parece venir directamente de su fuente, el Sol, sino que llegan de todas las regiones del cielo. Esa es la razón por la que el cielo nos parece azul. Pero, ¿por qué el Sol aparece de color amarillo?... Como se ha indicado, la radiación amarilla y roja sufre una desviación muy baja y llegan, prácticamente, en línea recta desde el Sol hasta nuestros ojos.

Pero entonces, el color del cielo debería ser violeta por ser esta longitud de onda la más corta de todas. No lo es por dos razones:

- La luz solar contiene más radiación azul que violeta.

- El ojo humano es más sensible a la luz azul que a la violeta.

Esta última idea nos lleva a otro punto interesante. El color del cielo debe de depender del ojo que mira. En función de las características fisiológicas del ojo de las distintas especies para captar mayor o menor franja de radiación solar, el color del cielo se modificará.

Resumiendo: El color azul del cielo se debe a la mayor difusión en la atmósfera de las ondas cortas de la radiación luminosa. El color del sol es amarillo-rojizo y no blanco, porque si a la luz blanca procedente del Sol se le elimina el color azul-violeta, se obtiene una luz de color amarillo-roja.

Simulación química del cielo azul y de la puesta de Sol

Observa el siguiente vídeo:

Reacción química implicada:

Na₂S₂O₃ (s)  +  2 HCl (aq)  === 2 NaCl (s)  +  SO₂ (g)  +  S (s)  +  H₂O(l)

¿Por qué ocurre lo que observamos?

Al añadir ácido clorhídrico al tiosulfato de sodio se forma, entre otros productos, azufre elemental. Este azufre es coloidal. El rayo de luz se hace visible en la disolución como un “cono Tyndall” azulado debido a la luz dispersada por las partículas del coloide. La luz azul es dispersada más eficazmente que la roja, de manera que la luz transmitida que alcanza la pantalla se vuelve roja y luego pierde intensidad  gradualmente, conforme las partículas del coloide aumentan en número hasta llegar a obstruir toda la luz transmitida. Esto provoca un efecto parecido al de una puesta de Sol.

Como se ha indicado, el color que más se dispersa es el violeta pero por la fisiología de nuestro ojo apreciamos mejor el azul. Entonces, ¿eso significa que el cielo podría tener otros colores en función del “ojo que mira”?... (Sería igual para una abeja que para un ser humano, por ejemplo).

Podemos plantear una nueva cuestión, ¿por qué el agua del mar es azul?... Nuevamente, alguien podría comentar que es por la reflexión del cielo sobre ella. Otra vez, la respuesta no es correcta. La respuesta es exactamente igual que la del cielo. En este caso, las moléculas de agua son las encargada de producir la dispersión de la luz (igual que antes el aire el responsable). Entonces, ¿por qué en un vaso el agua es transparente?... Para producirse el fenómeno de la dispersión de la luz, es necesario tener una zona amplia de acción. Por ello, en el vaso no apreciamos este fenómeno pero en una piscina sí empieza a ser apreciable.

Para saber más…

Una explicación más profunda, pero que alcanza la misma conclusión, requiere basarse en la interacción entre la radiación electromagnética y la materia en forma de átomos. Por un lado, la luz es una onda electromagnética y por otro, la atmósfera está llena de partículas que poseen tienen un tamaño igual o inferior al de la longitud de onda de la luz incidente (como por ejemplo, átomos aislados o pequeñas moléculas). En la interacción entre la luz y la materia, la onda luminosa cede parte de su energía a la corteza atómica de la partícula que comienza a oscilar. Es decir, la radiación luminosa incidente se debilita al ceder parte de su energía. Esta energía no se queda almacenada en la atmósfera, pues cualquier átomo o partícula pequeña cuya corteza se agita, y se acaba radiando en forma de onda electromagnética al entorno en cualquier dirección. Este proceso de cesión y remisión de energía por partículas de tamaño atómico se denomina Difusión de RAYLEIGH (en honor al físico británico y premio Nobel John William Strutt (1842-1919), tercer barón de Rayleigh). En su estudio, Lord Rayleigh determinó que la intensidad (I) de la luz dispersada por una pequeña partícula en un haz de luz de longitud de onda (λ) e intensidad (Io) viene dada por:

Dónde R es la distancia a la partícula, θ es el ángulo de dispersión, n es el índice de refracción de la partícula y d es el diámetro de la partícula.

Como consecuencia de esta ecuación, la luz dispersada es inversamente proporcional a la longitud de onda, llegamos a la misma conclusión. La radiación violeta (con menor longitud de onda) es la más difundida y la menos difundida, será la radiación roja (por su mayor longitud de onda). El resultado es que la luz que nos llega desde el Sol en línea recta, al alcanzar la atmósfera se difunde en todas direcciones y “llena” toda la atmósfera con la tonalidad azulada.

Para saber más sobre el color rojo del Sol en las puesta de Sol...

Para saber más sobre el color del cielo para una abeja y para el ser humano...

Por lo tanto, es de esperar que para una abeja el cielo presente una tonalidad violeta más que azul. Por tanto, podemos decir que El color del cielo depende del ojo que mira.

LIMADURAS DE HIERRO EN LOS CEREALES

Una dieta saludable. Alimentos sanos. Todo eso está muy bien pero cuando la publicidad está rayando la mentira... La cosa cambia.

Fíjate en el siguiente vídeo realizado con cereales.

Sí lo que estás pensado es cierto. Son limaduras de hierro. No existe ninguna otra posibilidad. Los iones de hierro (+2 y +3) no experimentan ningún tipo de efecto magnético. Por lo tanto, lo que observamos en el vídeo son limaduras de hierro finamente divididas. Tal y como suena.


La primera pregunta que uno debe de plantearse es: ¿Por qué?...

La razón es bastante simple. El hierro en su estado elemental no interacciona con los cereales, y por tanto, el producto dura mucho más tiempo almacenado. En otro estado de oxidación (+2, +3) podría reaccionar con el alimento y degradarlo.

La segunda pregunta que uno puede plantearse es: ¿Para qué?...

El modo de vida actual se caracteriza por la falta de tiempo. Ir corriendo a todo (y encima no llegar) es el modus vivendi de muchas personas. Eso hace que muchos aspectos de una vida saludable se resientan: falta de actividad física, comidas rápidas y poco equilibradas, falta de sueño,... Todo eso hace que nuestra dieta requiera de aportes extra. Y es aquí donde entra el suplemento de hierro (o de otros muchos elementos esenciales en nuestra dieta) y las industrias alimenticias. En muchas ocasiones bastaría con fijarnos más en nuestros hábitos alimenticios y corregirlos pero...  Por ello, si necesitamos hierro, la industria alimentaria le pone hierro. Pero no cualquier hierro. como hemos indicado, no podemos añadirlo en forma iónica ya que interfiere con el alimento y lo degrada, por  tanto, lo añadimos en forma elemental.

La tercera pregunta, y última, que uno puede plantearse es: ¿Sirve para algo?...

La respuesta es simple: Sirve para bastante poco (por no ser radical y decir que no sirve para nada). Para que el hierro sea asimilable por el organismo tiene que estar en forma iónica. Por tanto, cuando ese hierro de los cereales llega a nuestro estómago el ácido clorhídrico (HCl) presente en él tiene que atacarlo para transformarlo en iónico. Pero el tiempo que la masa de cereales pasa en el estómago no es suficiente para realizar complemente este proceso, y por tanto, el hierro sale del estómago prácticamente igual que como entró. Es decir, poquísimo del hierro añadido a los cereales (por no decir nada) es absorbido por nuestro organismo.

Siendo irónicos, nos sería de la misma utilidad lamer un clavo de hierro que comer unos cereales enriquecidos con hierro (por lo que respecta al hierro).

¿Es engañosa la publicidad?... Digamos que no juega limpio. Tu dieta necesita hierro, ellos le ponen hierro pero no dicen nada de la utilidad de ese hierro para tu organismo.

Por cierto, este experimento no funciona con todos los cereales. Incluso, dentro de una misma marca según el "modelo" (con frutas, con chocolate,...) funciona o no. Tampoco hay que fijarse en la cantidad de hierro presente (como máximo entre 14 y 15 mg por cada 100g de cereal). El precio tampoco es determinante. En unas sí hay limaduras de hierro y en otras no.

Aquí os dejo el trabajo que hicieron dos alumnos del Ciclo de Grado Superior de Salud Ambiental (IES Aynadamar), Lorena y Manuel, que han realizado sus prácticas en el Parque de las Ciencias de Granada.

ALEACIONES CON MEMORIA DE FORMA

El diseño de materiales inteligentes ha sufrido un importante desarrollo en los últimos años. Frente a lo que se podría pensar, estos materiales inteligentes están muy presentes en nuestra vida cotidiana. Dentro de los denominados materiales inteligentes, destacan las Aleaciones con Memoria de Forma. El Nitinol es, tal vez, el ejemplo más conocido de este tipo de aleaciones por ser la primera que se descubrió

Fíjate en el siguiente vídeo sobre las características de este material:

Para comprender el comportamiento de este material, pincha en el siguiente enlace de la página web CLICKMICA (les ha parecido interesante publicar este trabajo desarrollado desde este blog):

EL HIDRÓGENO

En la búsqueda de alternativas a los combustibles fósiles, una de las opciones que más desarrollo está teniendo es el motor eléctrico. Sin embargo, también está como posibilidad el motor de hidrógeno. Las ventajas de este motor de hidrógeno son claras: no necesita pesadas baterías y su potencia y autonomía serían mayores. Pero, ¿cuál sería la mayor ventaja?... La contaminación nula. En principio, la contaminación producida sería nula ya que la combustión del hidrógeno produce energía y agua. Pero es importante remarcar que al hablar de contaminación nula hay que tener mucho cuidado. Es cierto que su combustión solo produce agua pero ¿qué ocurre hasta que hemos producido industrialmente ese  hidrógeno?... Lo normal es que se produzcan deshechos y residuos, y por tanto, tengan que ser tratados como elementos contaminantes.

El hidrógeno es el elemento más abundante con diferencia del universo. Sin embargo, es tan ligero que la gravedad de la Tierra no es lo suficiente elevada como para retenerlo y escapa al espacio. Por ello, como solo existen trazas de él en la atmósfera la mayor parte del hidrógeno que se emplea como combustible hoy en día procede de los combustibles fósiles (petróleo y gas natural mayormente). Esta opción de obtención de hidrógeno es ecológicamente muy desfavorable. Otra opción más ecológica y sostenible de obtener hidrógeno es extraerlo termoquímicamente de la biomasa, usando altas temperaturas y catalizadores muy caros. Aunque existen alternativas como la fermentación, la electrolisis y la conversión fotoelectroquímica, estos métodos no pueden degradar las moléculas que forman la mayor parte en peso de la biomasa (lignina y celulosa) presentes en hierbas y maderas, con lo que la eficiencia para obtener el hidrógeno desaparece.

Sin embargo, un equipo de investigadores encabezado por Wei Liu, del Instituto de Tecnología de Georgia (EE.UU.), han presentado una tecnología electrolítica que puede extraer hidrógeno a partir de casi cualquier tipo de biomasa.

El proceso tiene lugar en una cuba eletrolítica que contiene una membrana, que los protones (átomos de hidrógeno que han perdido un electrón) pueden atravesar, colocada entre dos placas que son el ánodo y el cátodo. Una dispersión en agua de biomasa en polvo y un catalizador (polioxometalato o POM) se añaden a la parte del ánodo de la cuba. Calentando esta mezcla o, simplemente exponiéndola al sol, las moléculas de POM se encargan de arrancar átomos de hidrógeno de la biomasa, convirtiéndose en H-POM. Si ahora se aplica un voltaje entre los electrodos, las moléculas H-POM dejan un electrón en el ánodo cargado y "abandonan" el protón en el agua. Los electrones fluyen por el circuito hasta el cátodo de la cuba, donde los protones solitarios han llegado atravesando la membrana (son los únicos que pueden atravesarla) . Protones y electrones se combinan en el cátodo, formando átomos de hidrógeno, que reaccionan entre sí rápidamente para formar hidrógeno molecular que puede ser recogido y almacenado.

Esquema del proceso descrito

Este nuevo proceso de obtener hidrógeno, abre la puerta a la producción de hidrógeno ajustándolo a la cantidad y variedad de biomasa disponible. Esto implica la posibilidad de producir localmente hidrógeno en pequeñas instalaciones con biomasa disponible para un consumo también local. El grupo de investigación sigue trabajando para aumentar el rendimiento del proceso y se plantean la posibilidad de construir la primera planta piloto. Todo parece indicar que estos estudios están pensados para pequeñas plantas productoras de hidrógeno. ¿Autoconsumo?... ¿Independencia energética?... Todos recordamos lo que ha ocurrido en España con los pequeños productores de energía solar. Al principio todo era maravilloso y luego... un infierno para los pequeños productores que se subieron al carro... como algunos lo han calificado: Una estafa estatal en toda regla. Hablan de potenciar las energías renovables y limpias (aunque yo prefiero decir no tan sucias) pero todo se ha quedado en palabras y en recaudar dinero...

Durante el curso 2014/15 dentro de la materia Taller de Ciencias de 1º ESO trabajamos las reacciones químicas, y dentro de ellas, la reacción entre ácidos y metales. Comparamos la reacción entre el ácido clorhídrico y el cinc y la reacción entre el salfumán (disolución al 20% de ácido clorhídrico) y el papel de aluminio. En ambas reacciones, se produce hidrógeno. Los resultados se pueden ver en este vídeo (la segunda reacción está acelerada al doble ya que tardó casi 2 minutos en producirse).

Con el grupo obtuvimos algunos resultados:

-Comprobamos experimentalmente la definición de reacción química.
-Comprobamos que sustancias parecidas tienen comportamientos parecidos: los metales reaccionan con los ácidos pero no lo hacen a la misma velocidad, por ejemplo.
-Observamos la importancia de la producción de gases por la presión y sus efectos. Esto nos sirvió para comprender la importancia de las medidas de seguridad en el laboratorio.
-Vimos un ejemplo de reacción exotérmica.

Con otros niveles más altos se puede trabajar los potenciales redox, la importancia de la concentración de los reactivos, búsqueda de las condiciones de trabajo para cumplir la Ley de la Conservación de la Masa, qué ocurre con los metales nobles y los ácidos,...

El hidrógeno parece ser una de las opciones para un mundo menos contaminado. Por cierto, en esta búsqueda de energía alternativas no podemos olvidarnos de lo que ya tenemos: la Energía Solar. Muchas veces parece que esta opción no acaba de arrancar (¿o no quieren que arranque?...)

Información:

http://culturacientifica.com/2016/02/03/hidrogeno-a-partir-de-cualquier-biomasa/
Imágenes:
www.ecoportal.net

LICOPODIO

Jugar con fuego es, en muchos casos, una de las características de la adolescencia. Las esporas de licopodio (Lycopodium clavatum) nos dan la oportunidad de dejar a nuestro alumnado literalmente jugar con fuego mientras aprenden conceptos básicos de Física y Química. Pero no solo su comportamiento frente al fuego es sorprendente. Frente al agua también nos permite sumergirnos en ella sin mojarnos. ¿El secreto de este comportamiento?... La composición química de estas esporas y la superficie de contacto.

El Lycopodium clavatum, conocido en España como licopodio, colchón de pobre o caminera, es una planta rastrera y de hoja perenne cuyas esporas son de una tonalidad amarillo pálido, finas y muy livianas. Los pedúnculos de esta planta acaban en espigas que contienen las esporas. La forma de preparar estas esporas es extraerlas y dejarlas secar después de su maduración. Crece en zonas húmedas y sombrías, y en el caso de España, se puede encontrar en la zona de los Pirineos y la cordillera Cantábrica. Las aplicaciones de estas esporas no solo se centran en el laboratorio para el estudio de procesos de combustión o en la puesta de manifiesto de las ondas sonoras, sino que tiene aplicaciones en la medicina tradicional o en la controvertida homeopatía. Dadas sus características físicas, también han sido empleadas para poner de manifiesto la presencia de huellas digitales en la investigación forense.

Veamos su comportamiento frente al fuego:

Como puede observarse en la imagen y el vídeo, al lanzar las esporas de licopodio sobre una llama, se observa la producción de una deflagración. Esto se debe a dos motivos: al elevado contenido graso de las mismas y a su gran superficie de contacto que facilita la interacción con el oxígeno. La mezcla de los cuatro elementos: una llama externa, el oxígeno del aire, el gran contenido graso y la gran superficie de contacto de las esporas de licopodio justifica la producción de este fenómeno. Para comprobar la importancia de la superficie de contacto en este fenómeno, preparamos un pequeño montón de licopodio y le acercamos el mechero. Solo tras mantener durante mucho tiempo la llama sobre las esporas de licopodio conseguiremos que aparezca una pequeña llama sobre él, que tiende a desaparecer rápidamente al separar el mechero. En este caso, la superficie de contacto entre la llama y el licopodio es menor lo que dificulta el proceso de combustión que se produce con gran facilidad cuando las esporas son espolvoreadas.

Veamos su comportamiento frente al agua:

Al extraer los diferentes objetos están completamente secos y de nuevo la explicación se encuentra en la composición química de las esporas de licopodio y su pequeño tamaño. Debido a su diminuto tamaño, las esporas de licopodio envuelven completamente el objeto que las atraviesa en su camino hacia el agua. Los aceites grasos de su composición química, de marcado carácter hidrófobo, crean una película protectora que evita el contacto entre el objeto y el agua. Además, si se introduce un objeto no muy denso, como un bolígrafo, se observa que el recubrimiento de licopodio actúa como flotador, impidiendo que el objeto se hunda en el agua como haría en condiciones normales.

Para más información, pincha en el siguiente enlace donde encontrarás imágenes y vídeos relacionados con el licopodio y sus propiedades:

Licopodio en el IES Sulayr (curso 2014-15)

PISTÓN DE IGNICIÓN COMO PROCESO ADIABÁTICO

Plasma, gas, líquido y sólido son los cuatro estados de agregación que puede presentar la materia. Hoy vamos a hablar un poco del estado gaseoso como excusa para producir un chispazo.

El estado gaseoso se caracteriza porque la sustancia no posee ni forma ni volumen propio, dado que ocupa por completo el volumen del recipiente que lo contiene. Eso quiere decir que se comprime o se expande con cierta facilidad. En general, el comportamiento de un gas está caracterizado por la ausencia de atracción entre las moléculas que lo forman, como consecuencia de las elevadas distancias promedio entre ellas. Esto justifica la baja densidad y su alta compresibilidad.

Veamos el siguiente vídeo:

¿Por qué se produce la ignición del algodón?... El rápido aumento de la presión produce un fuerte incremento en la temperatura que es el responsable la ignición del algodón.

Todo proceso en el que no existe flujo de calor ni entrante ni saliente de un sistema físico se denomina Proceso Adiabático. Un proceso de este tipo se produce cuando el sistema está muy bien aislado o cuando un cambio se produce de una forma muy rápida. La acción con el pistón de ignición es un proceso muy rápido, y por tanto, se puede clasificar como Compresión Adiabática. Como ni entra ni sale calor del gas, el trabajo realizado sobre el mismo con el pistón es igual a su aumento de energía interna*, y por tanto, la temperatura del gas aumenta.

Por ejemplo, la formación de la mayor parte de las nubes resulta de movimientos ascendentes de aire húmedo que se expande a causa de la disminución de la presión con la altitud y se produce la consiguiente Expansión Adiabática. Entonces, la rápida disminución de la temperatura hace que una parte del vapor de agua se condense para formar la nube.

* De forma simple, la energía interna de un sistema es la suma total de la energía de todas sus partículas.

Bibliografía:

- Química. La ciencia básica. M.D. Reboiras. Editorial Thomson.

- Física para la Ciencia y la Tecnología. Tipler - Mosca. Volumen 1. Editorial Reverté.
Fotografías:
- www.aviaton.stachexchange.com