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¿Está mojado el agua? – ¡La ciencia es divertida!

noviembre 13, 2018
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Si tiene o conoce a un estudiante de secundaria, es probable que haya escuchado esta pregunta exasperante y, a algunos, sin sentido. Esta pregunta es hoy día agitadora e irritante, molestos maestros y padres por igual y proporciona entretenimiento sin fin para los niños.

Comenzó con este video en el que algunos chicos debaten si un pez está mojado cuando está bajo el agua. Uno afirma que solo puede estar mojado o seco y el otro dice que hay un tercer estado que está rodeado de agua, pero no mojado ni seco. ¿Qué piensas?

Pero los peces no son personas, tienen escamas en lugar de piel y están cubiertos de baba. Entonces se podría decir que el pelaje de la baba del pez está mojado, pero no el pez en sí. Esto es como decir que tu piel está mojada pero no TÚ. Por lo tanto, debe decidir si la capa de baba es parte del pez o si está separada de él. La capa de baba se puede eliminar, pero luego el pez perderá electrolitos de su piel y morirá.

Si tomamos la definición aceptada de “cubierto o saturado de agua”, entonces el pez en el agua está efectivamente mojado. Usted (o un pez) solo puede mojarse en el agua, pero puede estar mojado o seco cuando está en el aire, como cuando sale de la ducha o baño.

Cohesión y tensión superficial

El agua está húmeda por la misma razón: ¡se adhiere a sí misma extremadamente bien! El agua se adhiere tanto que forma un tipo de piel en el exterior de una gota o en la parte superior de un vaso de agua. Los científicos llaman a esto pegajosidad de la cohesión del agua. Donde el agua se encuentra con el aire, el agua es particularmente pegajosa y tiene una tensión superficial muy alta. Es decir, el agua tiene una piel fuerte en su superficie exterior. Puedes hacer algunos experimentos divertidos con la tensión superficial aquí, y usar la tensión superficial para enviar un bote que navega por tu bañera aquí. Para más detalles sobre por qué el agua está mojada, debería leer esta entrevista con el químico Richard Saykally.

Superhidrófobo

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Gráfico de computadora de gotas de agua sobre una hoja de loto.

Y luego considera el caso de la hoja de repollo. Si vierte agua sobre una hoja de col, el agua se acumula y cae sin adherirse a la hoja. Compare esto con la lechuga o la mayoría de las otras hojas donde, al igual que su piel, el agua se extiende y cubre la hoja. Es la hoja de col mojada? ¿Qué tal la hoja de lechuga?

Otros objetos se humedecen cuando hay más adhesión que cohesión. Si la cohesión es agua que se adhiere a sí misma, entonces la adhesión es agua que se adhiere a otras cosas. Ponga una gota de agua sobre una hoja de repollo y el agua se adherirá a sí misma más que la hoja y quedará en una gota redonda. Pero ponga una gota de agua sobre una toalla de papel y se extiende al instante y se empapa de la toalla. La fuerza adhesiva del agua sobre la toalla de papel es más que la fuerza de cohesión para sí misma: la toalla de papel está mojada, ¡pero la hoja de col no lo está!

¿Por qué el agua no se adhiere a la hoja de col? Los científicos llaman a los fenómenos Efecto Lotus después de que las hojas de loto son, como el repollo, superhidrófobo. Hidrófobo significa que repelen el agua, como se puede imaginar, superhidrófoba significa que REALMENTE repelen el agua. Resulta que hay pequeños nano-pelos cerosos que cubren la superficie de estas hojas. Los pelos son mucho más pequeños que las gotas de agua que las gotas se asientan sobre la superficie, con la ventaja adicional de recoger cualquier suciedad o polvo en la superficie de la hoja también. Las alas de mariposa y libélula están recubiertas de una manera similar para que el agua no las pese, pero aún limpia la suciedad. Los químicos han replicado esta propiedad en pinturas, telas, tejas y otras superficies para hacerlas repelentes al agua y autolimpiantes.

Así que toma algunas hojas y vierte un poco de agua en cada una para comprobar si realmente pueden mojarse o si son superhidrófobas. Pruebe loto, capuchina, brócoli, coles de Bruselas, repollo, col rizada, col rizada, taro (oreja de elefante), tulipanes, nabos o lirio de agua. Algunas otras sustancias como el papel encerado o la espuma de poliestireno son simplemente hidrofóbicas. Puede probar todo tipo de materiales para ver qué tan fácil es mojarse.

Para otra actividad en superficies hidrofóbicas e hidrofílicas, revise este experimento para evitar que el espejo del baño se empañe.

Antibubbles

Uno de los casos en el argumento “¿está mojado?” Es un pez en el agua. ¿Qué pasa si reemplazamos el pez con una burbuja? ¿Sería un antibubble? Si una burbuja es una esfera de agua jabonosa en el aire y llena de aire, entonces una anitbubble es una esfera de aire en agua jabonosa y llena de agua jabonosa. Con un poco de paciencia, puedes crear antibubbles en casa.

Recursos para aprender más

Muchas gracias a los profesores del grupo Kesler Science PLN en Facebook por las discusiones que ayudaron a mejorar esta publicación.