Arte, Física y pompas de jabón


"Haced una pompa de jabón y miradla: aunque dediquéis toda vuestra vida a su estudio no dejaréis de sacar de ella nuevas enseñanzas de Física"
Lord Kelvin


La superficie de una burbuja es precisamente eso, una fina capa de moléculas de agua retenida entre dos capas de moléculas de jabón. ... Las moléculas tienden a ordenarse de forma que rodeen el volumen de aire con la mínima superficie posible. Eso se traduce en una forma esférica.

Las burbujas (o pompas de jabón) son películas con forma de esferas muy finas de jabón y agua cuyo interior es hueco. Su formación es debida a un concepto de Física llamado tensión superficial.



La tensión superficial es un fenomeno cuyo origen se debe a que las fuerzas que existen entre las moléculas en un fluido, son distintas en el interior y en la superficie. Por esto es que la superficie de un líquido se comporta como si fuera una delgada película elástica

Una pompa puede existir porque la capa superficial de un líquido (normalmente agua) tiene cierta tensión superficial, lo que hace que la capa se comporte parecido a una hoja elástica. El hecho de que la burbuja no se contraiga hasta desaparecer, se debe a que existe otra fuerza que se origina en la diferencia entre las presiones interna y externa y es la que equilibra la tensión superficial, permitiendo que la burbuja pueda existir. Por otro lado, una pompa hecha sólo con líquido puro no es estable y se necesita un ingrediente extra, como el jabón, para estabilizarla. El jabón, los detergentes, champús y productos para limpiar el polvo forma, son sustancias tensoactivas llamadas emulgentes. El jabón, disminuye la tensión superficial hasta aproximadamente un tercio de la tensión superficial del agua pura. El jabón no refuerza las pompas, sino que las estabiliza mediante el mecanismo llamado efecto Marangoni. Al estirarse la película de jabón, la concentración de jabón disminuye, lo que hace que aumente la tensión superficial. Así, el jabón refuerza selectivamente las partes más débiles de la pompa y evita que se estiren más.


Las pompas de jabón tienen esa forma esférica tan perfecta debido a que la película que las forma está sometida a una tensión que trata de reducir el área de la pompa lo más posible, y la superficie que posee el área mínima es la de una esfera. Esta forma puede distorsionarse vísiblemente por las corrientes de aire, y por supuesto por un soplido.



Las moléculas de jabón tienen dos extremos: uno se ve atraído por las moléculas de agua, y el otro se ve repelido por ella. Esta propiedad hace que, al introducir burbujas de aire, las moléculas de jabón se reorganicen a su alrededor. Los extremos que se ven atraídos por las moléculas de agua a un lado, y los extremos que se ven repelidos hacia el otro. La superficie de una burbuja es precisamente eso, una fina capa de moléculas de agua retenida entre dos capas de moléculas de jabón.


 "Nunca perseguí la gloria, ni dejar en la memoria de los hombres mi canción; yo amo los mundos sutiles, ingrávidos y gentiles, como pompas de jabón"
 A. Machado


Para saber más de burbujas: 

https://es.gizmodo.com/el-fascinante-proceso-que-forma-las-burbujas-de-jabon-1740481389
https://www.youtube.com/watch?v=t2O-HxelO_s

https://www.youtube.com/watch?v=5oRxjO54Zdk 
http://naukas.com/2017/07/07/pompas-de-jabon/ 





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