sábado, 26 de mayo de 2012

Pregunta Principito: ¿Por qué sube el café por el terrón de azúcar?

Llevo haciéndome esta pregunta toda la vida. Y cada vez que compartía un café con alguien con conocimientos de física (por ejemplo, ¡porque era físico!), siempre se la he planteado, poniéndole en apuros... porque en general no sabían darme respuesta.
La explicación es sencilla pero, a la vez, complicada: se trata del principio de la capilaridad. Es la propiedad física de algunos líquidos (particularmente, del agua) de ascender por un canal minúsculo siempre y cuando el fluido esté en contacto con ambas paredes del canal, y las paredes estés suficientemente juntas. Esto sucede porque la fuerza de cohesión entre las moléculas del fluido es menor que la adhesión del líquido a las paredes. Cuando sucede al contrario, el líquido "no moja", como le pasa al mercurio, ni tampoco asciende.
En el terrón de azúcar tenemos multitud de estos "tubos" o "canales" creados por los intersticios entre los cubitos que componen el turrón: por eso el agua del café va ascendiendo. Es el mismo fenómeno que sucede cuando la tinta asciende por el papel secante, la mecha se empapa de petróleo en una lámpara o quinqué, y el agua progresa hacia la superficie desde las bolsas subterráneas, circulando a través del suelo. También explica (parcialmente) cómo sube el agua desde las raíces de las plantas sin tener que emplear energía para vencer la gravedad.

Aún con esta explicación, me quedan dos dudas:

  • Balance energético: si el agua asciende contra la gravedad, ¿no está adquiriendo energía potencial? ¿De dónde la saca? ¿Se enfría -aunque sea mínimamente- el café, al ascender por el terrón?
  • Densidad: si el agua sube por el canal, ¿no aumenta el volumen ocupado? Pero si su masa permanece constante, eso significa que pierde densidad... y si tiramos de termodinámica, esto también afectaría al balance energético.
Seguiremos investigando. ¡Se agradece cualquier aportación al respecto!

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