Tensión superfcial y Capilaridad La tensión superfcial es superfcial es la propiedad que poseen las superfcies de los líquidos, por la cual parecen estar cubiertos por una delgada membrana elástica en estado de tensión. La capilaridad es capilaridad es el enómeno de ascensión del agua agua por por capilares o poros del suelo suelo.. Gran parte del agua retenida lo es por tensión superfcial, que se presenta alrededor de los puntos de contacto entre las partículas sólidas o en los poros y conductos capilares del suelo, y que desempeña un papel muy importante en las ormas de agua llamadas humedad de contacto y agua capilar. capilar . Causas El enómeno de la tensión superfcial se debe a las uerzas de cohesión moleculares que no quedan equilibradas en la inmediata ecindad de la superfcie. !or esta ía se e"plica que una agu#a horizontal o una cuchilla de aeitar en la misma posición, $oten en el agua. Tensión superfcial en el suelo En los suelos de grano grueso, la mayor parte del agua retenida lo es por tensión superfcial, que se presenta alrededor de los puntos de contacto entre las partículas sólidas o en los poros y conductos capilares del suelo. %a cohesión aparente, que pueden presentar taludes de arena que se han mantenido estables, se e"plica por la humedad de contacto. Ella la e#erce la pequeña cantidad de agua que puede mantenerse, sin caer, rodeando los puntos de contacto entre los diminutos granos de arena,, gracias a uerzas de adherencia entre el líquido arena líquido y y el sólidoy sólidoy de de tensión superfcial, que se oponen a la graedad graedad.. Capilaridad. Fuerzas de adhesión y cohesión %a cohesión es la atracción entre las mol&culas de una misma sustancia, mientras que la adhesión es la atracción entre mol&culas de dierentes sustancias. 'i se sumerge un tubo capilar de idrio en un recipiente con agua, el líquido asciende dentro de &l hasta una altura determinada. 'i se introduce un segundo tubo de mayor diámetro interior el agua sube menor altura. Es que la superfcie del líquido plana en su parte central, toma una orma cura en la ecindad inmediata del contacto con las paredes. Esa cura se denomina menisco y se debe a la acción combinada de la
adherencia y de la cohesión. !or la acción capilar los cuerpos sólidos hacen subir y moer por sus poros, hasta cierto límite, el líquido que los mo#a. Elevación capilar en los suelos %a altura típica que alcanza la eleación capilar para dierentes suelos es( arena gruesa ) a * cm, arena +) a * cm, arena fna * a - cm, limo - a +* cm, arcilla ) a / cm y más. Gracias al enómeno de la 0ensión superfcial y 1apilaridad, e"iste un incremento de agua a la capa actia del suelo.
Experimento con flores y colorante by EducaconBigBang · 12/04/2015 En este experimento usaremos colorante y unas flores para observar el proceso mediante el que las plantas transportan agua y nutrientes desde suelo a todos los lugares de la planta Materiales: •
!lores de color claro" preferiblemente blancas #osotros usamos margaritas silvestres
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$olorante alimentario
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%asos
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&i'eras
Procedimiento: •
(repara unos vasos con agua y un buen c)orro de colorante
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$orta el tallo de las flores en diagonal para favorecer el contacto con el agua
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$oloca las flores en los vasos y observa lo que va ocurriendo a lo largo de varios d*as
+)ora )ay que esperar a ver qu, ocurre pero los ni-os ya )an )ec)o sus predicciones y est.n de acuerdo en que las flores se van a colorear
espu,s de unos d*as en los p,talos )an aparecido onas te-idas os ni-os ya saben por qu, la flor se )a bebido el agua y como era de colores se )a manc)ado 3 cmo beben las flores6 (orque el agua puede trepar" como ocurri en el experimento que )icimos con terrones de a7car " y porque adem.s las plantas sudan" transpiran y cuanto m.s sudan m.s beben
¿Qué ha ocurrido?
as plantas transforman la energ*a del sol" el dixido de carbono 8$92: del aire y el agua y las sales minerales del suelo en alimento mediante el proceso de la fotos*ntesis $omo la fotos*ntesis se realia en las )o'as" debe existir un mecanismo de transporte para que el agua y las sales minerales disueltas en ella asciendan desde las ra*ces )asta las )o'as Este transporte se lleva a cabo gracias a la accin con'unta de dos fenmenos f*sicos la capilaridad y la transpiracin Capilaridad. (ara entender este proceso vamos primero a recordar dos importantes propiedades del agua debidas a la estructura de su mol,cula
a mol,cula de agua est. formada por dos .tomos de )idrgeno y uno de ox*geno dispuestos de tal manera que por el lado del ox*geno posee carga negativa y por el lado del )idrgeno carga positiva Esta diferencia de carga es lo que )ace que la mol,cula de agua sea polar
(ensemos en las consecuencias de esta disposicin como las cargas de distinto signo se atraen" las mol,culas de agua se van a atraer fuertemente entre ellas Esta propiedad del agua se llama co)esin a)* no queda todo porque tambi,n gracias a su polaridad" el agua presenta una gran atraccin por otras sustancias distintas a ella (or ello" el agua tiene una elevada ad)esin
a mol,cula de agua es muy especial ;esumiendo $o)esin atraccin entre las mol,culas de agua +d)esin atraccin por otras mol,culas distintas +)ora ya estamos en condiciones de explicar la capilaridad a capilaridad o accin capilar es la capacidad que tiene el agua de ascender en contra de la gravedad por peque-os tubitos" poros o capilares El que el agua pueda desafiar as* a la gravedad se debe a las propiedades de ad)esin y co)esin del agua El agua se pega a la supercicie del tubito por ad)esin as mol,culas que se )an ad)erido a la superficie del tubito est.n fuertemente ligadas a otras mol,culas de agua 8gran co)esin entre ellas: e este modo las mol,culas que se )an agarrado al tubito arrastran a sus mol,culas vecinas tirando de ellas )acia arriba el agua consigue trepar En el caso de las plantas los tubitos se llaman vasos conductores del xilema y puedes verlos )aciendo el experimento de transporte de savia bruta 8agua y sales minerales: con apio y colorante si quieres descubrir muc)o m.s sobre capilaridad estos experimentos te ser.n de a yuda
Experimento de capilaridad transferencia de agua entre dos vasos
(ara ayudar a la capilaridad entra en accin la transpiracin a transpiracin es la p,rdida de agua mediante evaporacin a trav,s de las )o'as" principalmente" pero tambi,n por el tallo y las flores a p,rdida de agua )ace que la presin )idrost.tica en los vasos conductores ba'e" lo que produce un empu'e )acia arriba de la columna de agua El agua que )a subido reemplaar. a la que se )a evaporado y el proceso comenar. de nuevo uestras flores se ti!en. =na flor cortada se marc)ita r.pidamente a podemos imaginar por qu, a flor queda desprovista de agua y nutrientes" pero podemos prolongar su vida si la ponemos en un vaso con agua +s* al menos podr. sustituir el agua que se evapora por transpiracin
as flores de nuestro experimento absorben el agua coloreada gracias a la capilaridad y a la transpiracin $omo consecuencia" sus p,talos y los vasos del tallo 8corta para obsevarlo: se ti-en El proceso puede tardar varios d*as y adem.s es posible que los p,talos no se ti-an de forma espectacular epender. de varios factores relacionados con las condiciones atmosf,ricas y con las caracter*sticas del colorante que )ayas usado (or e'emplo si )ace calor la flor transpirar. m.s que si )ace fr*o + nosotros nos sucede lo mismo" sudamos m.s o menos dependiendo de la temperatura &ambi,n influyen los pigmentos del colorante" como )emos podido comprobar en experimentos de cromatograf*a con papeles de filtro 8$romatograf*a con )o'as de oto-o" o" $romatograf*a con )o'as ro'as : En estos experimentos )emos visto que los pigmentos menos solubles y con mayor masa se quedan pegados al papel de filtro antes" mientras que los que tienen menor masa y son m.s solubles ascienden m.s alto por el papel
Experimentos de óptica con "olitas de hidro#el para plantas by EducaconBigBang · 2>/11/2015 ?ace unos d*as +ranta" de cienciaylapicero" nos propuso a Bel,n" de exper$iencia" y a m*" publicar un experimento de la misma tem.tica y de forma simult.nea en nuestros blogs coincidiendo con la @emana de la $iencia Entre las tres elegimos la lu y estos son los resultados +ranta y los suyos se )an divertido pintando con lu mientras que Bel,n y sus peque-os cient*ficos nos )an sorprendido creando nada menos que )ologramas #osotros nos )emos decantado por un experimento algo m.s cl.sico con bolitas de )idrogel Esperamos que os guste as bolitas de )idrogel son esas peque-as esferas que se colocan como sustituto del agua en 'arrones con flores o plantas Est.n )ec)as de un pol*mero superabsorbente" la poliacrilamida os pol*meros superabsorbentes 8llamados @+(" del ingl,s" super absorbent polymer: tienen la propiedad de absorber enormes cantidades de flu*dos (ueden llegar a absorber agua unas >00 veces su masa" y A00 veces si se trata de agua destilada +parte de tener muc)*simas aplicaciones 8se usan en agricultura" limpiea de vertidos" pa-ales" nieve artificial" etc:" los pol*meros superabsorbentes son estupendos para )acer una gran variedad de experimentos Esta ve vamos a utiliar las bolitas de )idrogel para disfrutar de un experimento de ptica" en concreto sobre el fenmeno de la refraccin de la lu $as esferas de hidro#el son pe%ue!as y muy llamati&as' por lo %ue es posi"le %ue los ni!os pe%ue!os las in#ieran o inhalen. $as "olitas podr(an hincharse en el interior del cuerpo y pro&ocar o"strucciones respiratorias o intestinales. Por este moti&o' la presencia de un adulto es fundamental en la reali)ación del experimento. Estas "olitas no son un *u#uete' una &e) aca"ado el experimento de"en retirarse. Materiales: •
Bolitas de )idrogel incoloras @e pueden encontrar en 'ardiner*as" florister*as o en tiendas multiprecio =n paquete cuesta menos de un euro
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+gua
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;ecipientes" preferiblemente transparentes
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Botella de pl.stico
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=n dibu'o o una foto
Procedimiento: •
(on las bolitas en un recipiente grande con bastante agua y espera a que se )inc)en
espu,s de un tiempo en agua tendr.n este aspecto •
+l cabo de unas )oras las bolitas se )abr.n vuelto invisibles
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@i alguien que no sabe que en el recipiente )ay algo m.s que agua introduce la mano" se llevar. una gran sorpresa
#o se lo esperabaC •
@aca las bolitas del agua y ponlas dentro de una botella +-ade agua poco a poco y ver.s cmo ir.n desapareciendo
as bolitas no se venC •
?a un dibu'o en un papel y coloca sobre ,l" un recipiente transparente lleno de bolitas 8sin agua: El dibu'o se ir. revelando seg7n vayas a-adiendo agua
!ant.sticoC ¿Qué ocurre?
$uando la lu cambia de medio" por e'emplo de aire a agua" experimenta un cambio de velocidad y en la mayor*a de los casos de direccin 8no variar. si la lu incide incide perpendicularmente: Este fenmeno se conoce como refraccin de la lu El cociente entre la velocidad de la lu en el vac*o y la velocidad de la lu en un medio" se llama *ndice de refraccin y se representa con la letra n $ada medio tiene un *ndice de refraccin y cuanto mayor sea" m.s despacio via'ar. la lu en ese medio
El rayo incidente proveniente del aire" frena y cambia de direccin cuando impacta con el agua $uando est.n )inc)adas" las bolitas de )idrogel son pr.cticamente agua" as* que" su *ndice de refraccin es muy parecido al del agua @i se colocan dentro de un recipiente lleno de agua" la lu no va a experimentar muc)os cambios de direccin y velocidad al atravesarlas" lo que las convierte en invisibles e la misma forma" el dibu'o colocado deba'o de un recipiente que contiene bolitas )inc)adas se aprecia con nitide una ve que se llena de agua