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¿Cómo "aspira" una esponja agua en contra de la gravedad?

Si tomo una esponja y la coloco en un plato poco profundo con agua (es decir, el nivel del agua es inferior a la altura de la esponja), ésta absorbe agua hasta que la esponja queda mojada, incluida una parte de la esponja por encima del nivel del agua. En otras palabras, parece que la esponja arrastra agua de la bañera hacia sí, haciendo trabajo, y el agua gana algo de energía potencial gravitatoria.

¿De dónde procede la energía necesaria para realizar este trabajo? Mi sospecha es que la respuesta tiene que ver con enlaces físicos y/o químicos entre el agua y la esponja, o posiblemente con el cambio en la relación superficie/volumen del agua.

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smacdonald Puntos 151

Este efecto se denomina capilaridad y no es tan sencillo.

El contacto entre el agua y una superficie sólida viene determinado por los enlaces químicos. Se observa macroscópicamente en la ángulo de contacto que la superficie de agua/aire hace con la superficie sólida. Este ángulo depende de la fuerza de los enlaces entre el sólido y las moléculas de agua. Puedes verlo cuando viertes agua en un vaso: el agua en el borde del vaso es un poco más alta que en el centro; forma un ángulo con la superficie del vaso.

Ahora bien, si hay mucho sólido alrededor del agua, como el agua en un tubo diminuto, hay muchos puntos de contacto. Por tanto, la interfaz agua/aire estará muy curvada. La curvatura de esta interfaz modifica la tensión superficial que representa la energía contenía en esa superficie. Una buena forma de interpretar el efecto de la curvatura es que se rodea una porción determinada de la interfaz con más (o menos) moléculas de agua a medida que se curva la interfaz. De este modo, la presión sobre la interfaz se reduce o aumenta en función de la curvatura.

En un tubo vertical pequeño, la curvatura puede ser tal que la presión sea mayor que para una interfaz plana. Así, puede contrarrestar la gravedad más fácilmente.

En conclusión, la energía procede de la energía térmica (presión) de las moléculas de agua que empujan desde abajo.

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Rohinb97 Puntos 200

En realidad, creo que se debe a que aprietas la esponja.

Lee pacientemente mi respuesta y seguramente me dejarás una respuesta.

La esponja es básicamente un haz de fibras blandas con un montón de agujeros (¿o debería decir poros?). Básicamente, tiene mucho espacio entre ellas. Por eso se llama semisólida). Cuando lo aprietas, sale todo el aire de su interior. Si lo pones en un recipiente con agua (sea cual sea el nivel de agua), "chupará" toda el agua de su interior. Si simplemente lo pones en un bol con agua sin apretarlo, el agua sólo entrará por los poros que están lo suficientemente abiertos para que salga el aire y entre el agua. También debido a la acción capilar, que debería llevar una pequeña cantidad de agua dentro de la esponja por encima del nivel del agua. Y ya, sobre la energía, es simplemente una cuestión de succión. Por favor, dime que estoy en lo cierto.

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