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Experiencia
con vasos de agua y vino |
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| Objetivo |
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| Introducción |
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experimento se remonta a Galileo Galilei aunque no parece que el italiano
diera una explicación completa y satisfactoria.
Consiste en trasvasar
el contenido de un vaso de vino tinto y el de uno de agua a través
de una tarjeta de crédito, sin que se mezclen. Par ello se juega
con la diferente densidad de ambos líquidos y con el carácter
laminar del flujo. |
| Materiales
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Productos |
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- 100
cm3 de vino tinto.
- 100
cm3 de agua.
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| Realización
práctica |
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1.-
Llena un vaso con agua y otro con vino
hasta el borde.
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2.-
Cubre el vaso de agua con la tarjeta, invierte el mismo con
cuidado y colócalo sobre el vaso de vino.
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Retira
un poco la tarjeta de modo que pase una fina vena de vino
y se produce el trasvase. Si se retira demasiado la tarjeta
el flujo se hace turbulento y se produce la mezcla.
- 4.-
Observa lo que ocurre
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Vino y agua empezando a intercambiándose |
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| Precauciones
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Esta
experiencias no exige precauciones especiales.
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Se
debe elegir vino tinto en vez de vino blanco simplemente porque así
se ve mejor lo que ocurre.
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La
tarjeta se
debe retirar lentamente y solo un poquito porque si se retira demasiado
el flujo se hace turbulento y se produce la mezcla entre el agua y
el vino.
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| Explicación
científica |
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En
el experimento intervienen dos hechos físicos, por un
parte la diferencia de densidades entre el agua y el vino, que
como es sabido es esencialmente una disolución de etanol
en agua, por el principio de Arquímedes debe flotar,
pero esta explicación no es suficiente puesto que como
es bien sabido el vino se mezcla fácilmente con el agua.
Es preciso recurrir a otro fenómeno este está
relacionado con el flujo de los fluidos.
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Cuando
un flujo fluye lo puede hacer de dos maneras, en una el flujo
se desliza como si se tratara de láminas yuxtapuestas,
esta especie de láminas o venas de corriente, deslizan
sin mezclarse, se dice entonces que el flujo es laminar. Sin
embargo en otras circunstancias las líneas de corriente
se entremezclan, se dice que le flujo es turbulento.
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Precisamente
el cambio de régimen laminar a turbulento fue estudiado
por el físico británico Osborne Reynolds (1842-1912)
quien observó que este paso dependía de la densidad,
viscosidad y velocidad del líquido y del diámetro
del tubo por el que circulaba, estableció un número
adimensional, hoy conocido como número de Reynolds igual
al producto de la velocidad del líquido por la densidad
y por el diámetro del tubo dividido por la viscosidad
del líquido.
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Cuando
este número tiene valores pequeños (R<2400)
el régimen es laminar, cuando toma valores grandes, entonces
el régimen es turbulento.
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| Vino y agua intercambiándose |
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De
los cuatro parámetros que intervienen, la densidad y
la viscosidad no son controlables, tampoco lo es directamente
la velocidad, de modo que el único parámetro que
queda es el tamaño de la rendija.
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Se
trata pues de mantener un régimen laminar en la transferencia
y ello implica un diámetro pequeño, por ello la
rendija debe ser estrecha. Entonces se produce un doble flujo
laminar vino hacia arriba y agua hacia abajo Sin embargo, si
la rendija es ancha entonces el régimen se pasa a turbulento
y se mezclan los líquidos.
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Sin
embargo si se desea una mezcla rápida entre dos líquidos,
por ejemplo para preparar un cóctel o un cuba libre
el factor que puede controlarse es la velocidad, aumentarla
se consigue agitando la coctelera o removiendo con una cucharilla.
- La tendencia
a mezclarse entre el agua y el vino por supuesto subsiste y
pude verse como la superficie de separación entre ambos
no es nítida, sino difusa, se esta produciendo un fenómenos
de difusión entre ambos.
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| Curiosidades
y otras cosas |
- Este experimento
se remonta a Galileo Galilei aunque no parece que el italiano diera
una explicación completa y satisfactoria.
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| Bibliografía
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