|
Desembre. Fa fred. He d’anar a comprar el pa. Quin pa(l)! “Nen, agafa el paraigües, que plourà.” “Si, mama.” Sabrà ella. Arribo al carrer. Em cau una gota a la mà. La mare torna a tenir raoó. La gota s’aixafa contra la meva pell. Em mulla. Obro el paraigües, ja no em mullo. No sé per què em fixo en les gotetes del plugim que cauen a la tela del paraigües: no s’aixafen, es queden rodones. Serà que el paraigües no es mulla? Com? Per què?
Els ànecs no es neguen
|
(c) www.sxc.hu/profiles/ninci.
|
Segur que heu passejat per algun estany i heu vist ànecs, oques o cignes nedant. Quina elegància! Però no us heu fixat mai que no s’enfonsen tant com nosaltres? Ells tenen tot el cos per sobre de l’aigua, nosaltres tot el cos per sota. De fet, quan surten gairebé no estan mullats mentre que nosaltres sortim xops. Si l’aigua mulla, per què només ens mulla a nosaltres i a ells no? Per què mulla la roba, però no el paraigües?
|
|
Perquè per mullar es necessita alguna substància que mulli, però també
algun cos que pugui ser mullat. Tot això té a veure amb la tensió
superficial (que no és un empipament transitori) i per entendre-la
haurem d’intentar explicar què són les substàncies i què és la força de
cohesió.
Tot el que és, és format per àtoms
Tota la matèria que veiem (les coses, els líquids) i la que no veiem (l’aire, si no som a Barcelona) és formada per àtoms. Els àtoms són uns cossos ínfims (increïblement petits), les propietats dels quals fan que el món sigui com és. Que el ferro sigui diferent del guix és degut al fet que els àtoms que formen les dues substàncies són diferents.
|
Els estats (independents?) de la matèria
Sempre s’ha parlat de tres estats de la matèria: gasós, líquid i sòlid. Una substància qualsevol pot presentar diferents estats. Segueix sent la mateixa substància, és formada pels mateixos àtoms, el que canvia és la “relació” entre ells.
Esquerra: líquid (c)
www.sxu.hu/profiles/Wazari. Centre: gas (c)
www.sxu.hu/profiles/greekgod. Dreta: sòlid (c)
www.sxu.hu/profiles/lucasem.
En els sòlids, els àtoms es troben enganxats els uns als altres. Tenen molta força de cohesió. És com si tota la classe féssiu pinya, com els jugadors de futbol quan celebren un gol o els de rugby quan fan una melé.
En els gasos els àtoms van a la seva bola. Cadascú fa la seva sense importar-li què fa la resta. Són àtoms “adolescents”.
En els líquids la relació és intermèdia, com si els àtoms estiguessin amb les mans agafades els uns amb els altres. Si se’ls estira poden allargar els braços fins que no poden més i uns quants es deixen anar. S’ha format una gota de líquid.
La força de la unió
La força que manté els àtoms d’una substància units entre ells és la força cohesiva. Aquesta força també depèn de la natura dels àtoms que formen la substància. A més força de cohesió, més “s’estimen” entre ells i més costa separar-los. La força de cohesió actua entre tots els àtoms d’una substància, els que té als costats, a dalt i a baix. És aquesta força la que fa que les gotes tinguin formes més o menys esfèriques. I és aquesta força la que fa que uns líquids mullin i d’altres no.
Els termòmetres no digitals solen estar plens de mercuri.
|
|
|
El mercuri és una substància ben curiosa, és l’únic metall (com el ferro, el coure, l’or) que a temperatura ambient (les temperatures normals per a nosaltres) es troba en forma líquida. La força de cohesió d’aquest metall és molt alta i fa que no mulli. De fet, el mercuri sol presentar-se en forma d’esferes que podem fer rodar per les superfícies, perquè no s’adhereixen a elles, no les mullen. Seria una joguina fantàstica si no fos que és molt i molt tòxic. Aneu amb compte amb el mercuri quan es trenca un termòmetre. És molt bonic veure com roden les boles de mercuri, però recordeu que són molt perilloses.
“Mullar-se és el resultat d’un joc de forces entre un líquid i un sòlid” |
Tensió superficialTots els líquids tenen una superfície. En un llac, la superfície és aquella capa d’àtoms que està en contacte amb l’aire. Què té d’especial aquesta superfície? Els àtoms d’aquesta superfície tenen relacions cohesives amb els àtoms de tots els costats, de baix..., però no de dalt. Tot i no tenir àtoms d’un líquid a sobre, continuen exercint la força que farien sobre ells contra tot allò amb què es posen en contacte, generen una tensió anomenada tensió superficial. Aquesta tensió és la que fa que ens fem mal quan ens tirem de planxa a una piscina: les molècules de l’aigua fan força per tal de no ser separades pel nostre cos. La tensió superficial és una mesura de la força de cohesió i per tant podem considerar que és el que fa que alguna cosa mulli.
|
La tensió superficial és la que permet que aquesta moneda d’alumini no s’enfonsi fins al fons del got. (c) Roger McLassus. Commons.wikimedia.org.
|
Per mullar cal un mullat
Però estar mullat és cosa de dos. La força de cohesió és inherent al líquid, però són les propietats del cos que entra en contacte amb ell les que decidiran si allò mulla o no. Els àtoms de la superfície del sòlid exerceixen una força sobre els àtoms de la superfície del líquid. Els àtoms del líquid intenten mantenir-se junts. És un balanç de forces. Imaginem una gota esfèrica d’un líquid que toca un sòlid pla. Comença la lluita. Qui guanyarà?
 
Esquerra: Si guanya la força de cohesió del líquid, aquest aguanta la forma d’esfera i no mulla el sòlid: no s’escampa per sobre d’ell. Dreta (c) iStockphoto.com/SharonDay: Si guanya la força d’atracció del sòlid, la gota es desfà i el líquid entra en contacte amb l’àrea més gran possible del sòlid. El mulla.
La ploma repulsiva
Tornem al llac. Els ànecs estan recoberts de plomes. Aquestes plomes es troben impregnades d’una substància greixosa que repel·leix l’aigua, no li agrada, l’allunya.
Per si això no fos suficient, les plomes tenen una estructura complexa amb molts filaments que retenen aire entre ells. Aquest aire també repel·leix l’aigua. Aquesta repulsió és també una força que, sumada amb la tensió superficial de l’aigua, fa que l’ànec suri.
De fet, l’aigua intenta treure’s de sobre l’ànec. L’escup, fent-lo surar.
|
(c) www.sxc.hu/profiles/bradimarte.
|
| Aquest article està basat en un dels magnífics capítols de l’imprescindible llibre La truita cremada. 24 lliçons de química, de Claudi Mans. Col·legi Oficial de Químics de Catalunya, 2005. |
|
