Introducción…………………………………………….....3
Planteamiento del problema……………………………… 4
Objetivos…………………………………….…………… 4
Marco teórico……………………………………….……. 5
Metodológico…………………………..…………..6
Aspectos administrativos…………………….……………7
Bibliografia...........................................................................8
Anexos................................................................................10
Glosario..............................................................................11
INTRODUCCIÓN
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.
Planteamiento del problema:
· ¿Por qué las moléculas de los líquidos en ausencia de fuerzas externas se agrupan tomando una forma esférica y no caen?
OBJETIVOS:
Objetivo General:
· Conocer cómo actúan las fuerzas gravitatorias de la tierra sobre los líquidos, que hace que en ausencia de estas tomen formas esféricas. Y hacer que las personas conozcan más de este tema
Objetivos Específicos:
· Conocer la forma de los líquidos simulando la ingravidez con diferentes densidades de determinados líquidos como agua , aceite y alcohol.
· Porque en ingravidez (ausencia de gravedad), el agua no cae al «suelo», sino que flota libremente en forma de gotas.
MARCO TEORICO:
En el espacio, los líquidos tienen forma esférica y no caen . Esto se debe a que en cada gota existe una fuerza llamada tensión superficial que actúa entre sus moléculas: las moléculas situadas en la superficie son atraídas hacia el interior. Así, el agua se comporta como si tuviera una «piel», lo que nos ayuda a comprender cómo los insectos pueden «caminar» sobre el agua. Esta es la razón por la que el agua forma esferas en condiciones de ingravidez. 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.
Para demostrar esto haremos un experimento utilizando para ello tres líquidos de diferentes densidades para simular la ingravidez.
LOS LIQUIDOS
El estado líquido es un estado de agregación de la materia intermedio entre el estado sólido y el estado gaseoso . Las moléculas de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los gases. Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones al azar que varían con el tiempo. Las distancias intermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen. En algunos líquidos, las moléculas tienen una orientación preferente, lo que hace que el líquido presente propiedades anisótropas (propiedades, como el índice de refracción, que varían según la dirección dentro del material).Los líquidos presentan tensión superficial y capilaridad, generalmente se dilatan cuando se incrementa su temperatura y pierden volumen cuando se enfrían, aunque sometidos a compresión su volumen es muy poco variable a diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los gases. Los objetos inmersos en algún líquido están sujetos a un fenómeno conocido como flotabilidad
MARCO METODOLOGÍCO:
Investigación exploratoria:
· Muy pocas personas conocen solo que los líquidos tienen sus moléculas muy separadas y que adoptan la forma del recipiente que los contienen.
· Este experimento aparte de mostrar físicamente a las personas comunes la forma de los líquidos en estado de ingravidez, sirve como elemento decorativo.
· 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.
· 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.
ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
Materiales del experimento:
- Alcohol
- Agua
- Aceite
- Jeringuilla (con aguja es mejor)
- Recipiente (preferible esférico)
La cantidad de cada uno de los líquidos depende del tamaño del recipiente.
BIBLIOGRAFIA
· Curiosidades de Ciencia y Tecnología
2012 http://www.ojocientifico.com
· http://www.cienciapopular.com/
· National Aeronautics and Space Administration de los EstadosUnidos,Exploration.grc.Nasa.gov
2013
· Mak S.Y., Wong K. Y., The measurement of the surface tension by the method of direct pull. Am. J. Phys. 58 (8) August 1990, pp. 791-792.
ANEXOS
Experimento:
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 para conseguir gotas de aceite lo más grande posible.
RECOLECCIÓN DE DATOS
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. Así que al mesclar el agua y el alcohol la burbuja de aceite flota en un punto medio del recipiente.
EXPLICACIÓN DEL FENÓMENO
La razón de inyectar el aceite en el fondo se debe a que cuando más similares son las densidades de los líquidos, su desplazamiento es más lento, observándose más tiempo la esfericidad.
Su forma esférica se debe a que cuando un líquido se encuentran con 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.
Una vez que se ha situado entre los dos líquidos, las fuerzas que se ejercen entre ellos como consecuencia de su diferente composición 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.
GLOSARIO
Liquido: es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible. Un líquido toma la forma de su contenedor cuando está sometido a la fuerza de la gravedad.
Fluido: Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas moléculas hay una fuerza de atracción débil.
Gravedad: La gravedad es una de las cuatro interacciones fundamentales. Origina la aceleración que experimenta un cuerpo físico en las cercanías de un objeto astronómico. También se denomina interacción gravitatoria o gravitación.
Constante: En ciencias se entiende por constante física el valor de una magnitud física cuyo valor, fijado un sistema de unidades, permanece invariable en los procesos físicos a lo largo del tiempo.
Fuerza intermolecular: Las fuerzas intermoleculares son el conjunto de fuerzas atractivas y repulsivas que se producen entre las moléculas como consecuencia de la polaridad que poseen las moléculas.
Viscosidad: La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal.
Tención superficial: En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.
Ingravidez: Se define ingravidez como el estado en el que un cuerpo que tiene un cierto peso, se contrarresta con otra fuerza o se mantiene en caída libre sin sentir los efectos de la atmósfera. La ingravidez representa la sensación de experimentar una fuerza g cero, o peso aparente cero.
SENCILLO PERO MUY BUENO
ResponderEliminar