Fisica de las Burbujas

TENSIÓN SUPERFICIAL, Y EFECTOS DE FLUIDOS EN BURBUJAS CON DIOXIDO DE CARBONO
PROYECTO FINAL

1. Resumen
Cuando se sopla una burbuja de jabón, se está creando un cúmulo de aire a presión que está contenido dentro de una superficie fina y elástica de líquido. La contención del aire dentro de esta superficie depende de la tensión superficial del líquido en cuestión. Una mezcla para hacerburbujas está constituida por moléculas de detergente, esto porque la tensión superficial del agua disminuye al mezclarla con detergente. El experimento que se llevó a cabo consistió en la creación de burbujas llenas en vez de aire, de dióxido de carbono el cuál modifica las propiedades y las interacciones del líquido con el gas y alterando las condiciones internas de la burbuja, haciendo posible que secoloque la burbuja en una superficie rugosa como es una toalla. Este fenómeno se intentó explicar con fenómenos como la tensión superficial, el efecto Marangoni, dilatación de gases y las fuerzas de van der Waals como posibles explicaciones a esta resistencia.
2. Introducción
Cuando se sopla una burbuja de jabón, se está creando un cúmulo de aire a presión que está contenido dentro de unasuperficie fina y elástica de líquido. La contención del aire dentro de esta superficie depende de la tensión superficial del líquido en cuestión. El jabón es generalmente utilizado para crear burbujas ya que modifica la tensión superficial del agua. Existen varios fenómenos actuando simultáneamente cuando una de estas burbujas se encuentra en el aire, por los que se intenta explicar la estabilidad, lasusceptibilidad y las explicaciones físicas que tienen estos cuerpos. En el presente trabajo se tratarán algunos de ellos relacionándolos con una característica específica de las burbujas.
Ya que la mayoría de líquidos no puede mantener una tensión superficial estable para crear una burbuja, por lo cual el jabón es generalmente utilizado en el proceso ya que modifica la tensión superficial delagua a través del llamado efecto Marangoni. Este efecto explica la dinámica que se establece entre dos líquidos con tensión superficial diferente. Establece que la energía superficial tiende a adoptar un mínimo, por lo que la interfase entre los dos líquidos adopta formas curiosas que hagan esto posible a lo largo de las superficies de tensión mínima. El vino es un caso en cuestión, pues se trataprincipalmente de una mezcla de alcohol y agua. Debido a la capilaridad, una delgada película de vino tiende a subir por las paredes de la copa. A medida que esto ocurre tanto el alcohol como el agua se van evaporando, pero el primero lo hace más rápidamente (debido a su menor punto de ebullición y su mayor presión de vapor), por lo que el líquido de la pared adquiere una mayor tensiónsuperficial que el del fondo de la copa (recordemos que el agua tiene mayor tensión superficial que el alcohol). Esto hace que más vino suba por las paredes (para disminuir el gradiente de tensión superficial formado), de manera que se acumula más líquido en la parte alta de las paredes, hasta que eventualmente la otra fuerza presente entra en acción: el peso del líquido acumulado vence y hace que lagravedad forme esas lágrimas o dedos que se deslizan hacia abajo por las paredes de la copa.
Cuando la burbuja se sopla, la película superficial tiende a contraerse. Esto hace que la presión dentro de la burbuja aumente. El tamaño de la burbuja se estabiliza a un tamaño en el que el gas dentro de la burbuja no se contraerá más, al menos hasta no hacer estallar la burbuja. Hay dos interfaces delíquido-gas en una burbuja de jabón - uno en el interior de la burbuja y otra en el exterior de la burbuja donde entre las dos superficies se encuentra una película delgada de líquido. Además, dado que un extremo del detergente es hidrofílico y el otro hidrofóbico se forma una estructura de bi-capa que permite la formación de burbujas.
Forma esferica
La forma esférica de una burbuja de jabón es...