Capilaridad

[WendigO]

Hola a todos!!
Es la primera vez que posteo aqui, pero da gusto ver un foro en el que no hay misticos y las cosas se responden con ecuaciones y no con insultos.
Bueno, mi duda va de la capilaridad. Estube leyendo la explicacion fisica del fenomeno y como ingeniero industrial en ciernes me puse a pensar en sus aplicaciones. Se me ocurrio que se podria usar la capilaridad para elevar el agua y hacer que su energia potencial aumentara para posteriormente volverla a bajar y asi generar electricidad. Esa idea apestaba a movimiento perpetuo, pero me contestaron que el problema estaba en que tu puedes hacer que el liquido suba por el capilar pero no que desborde. Agradeceria que me dijeran si esto es verdad y porque, ya que no entiendo a que se debe ese impedimento.
Saludos

[Cyrock]

Otro IngIndi como yo!

Welcome!

Yo tampoco lo tengo mu claro lo de la capilaridad :roll: había un límite de distancia que se podía elevar, no?

[DeepBlue]

Buenas, yo no soy "IngIndi" como vosotros, pero algo parecido... :s:

Efectivamente, no puedes hacer que desborde de manera continua.

La ascensión capilar se debe a la tensión superficial: si tienes un líquido en una atmósfera de gas y parte de él está dentro de un tubo, en unas condiciones en las que la tensión superficial sea dominante (número de Bond mucho menor que 1), la superficie libre se ve obligada a curvarse por motivos energéticos (el ángulo de contacto del menisco depende de estos 3 medios involucrados) y se produce un salto de presiones que se compensa por la altura ascendida por el tubo gracias a la presión hidrostática debida al peso de la columna de líquido.

Lo habitual es imaginarse un tubo con el líquido a una altura intermedia, pero si el tubo es más corto que la altura de equilibrio que podría alcanzar, la posición de equilibrio en el extremo superior del tubo es una superficie libre abombada apoyada en el contorno (como una gota: esférica si el tubo es circular) de manera que, como el ángulo de contacto ya no es una condición de contorno (el borde del tubo es una singularidad a este respecto) la gota será más o menos grande para que exista equilibrio.

Si el agua rebosase, la tensión superficial dejaría de ser dominante y el tubo se convertiría en un "desagüe" debido a la gravedad. Esto se debe a que la tensión superficial sólo existe en la entrefase y si ésta deja de estar restringida a unas dimensiones suficientemente pequeñas, deja de ser perceptible. Si lo contemplas como un problema de evolución, al "soltar" el sistema desde una posición de no equilibrio, tendrías oscilaciones entre esa posición de desagüe y la de ascensión capilar que se amortiguarían por la disipación viscosa. No hace falta poner ecuaciones para ver eso, pero como el tubo es bastante pequeño para que cuente la tensión superficial, dependiendo del líquido es bastante probable que también el número de Reynolds sea muy pequeño y por tanto el movimiento sería muy viscoso y disipativo (en cualquier caso siempre será disipativo en mayor o menor medida) y eso dejándolo libre sin pretender extraer ningún trabajo...

La única situación en la que la viscosidad no contaría sería utilizando Helio superfluido (He líquido a 2 grados Kelvin, NO viscoso) con el que podrías conseguir que las oscilaciones se amortigüen de manera inobservable por largo tiempo. Lo que ya no sé es cómo sacarle un poquillo de trabajo... doparlo con iones y poner una bobina alrededor del tubo ¿¿?? (si extraes trabajo entonces por mucho He superfluido que sea se para, claro :wink:).

Dejando aparte el rollo de la viscosidad, que sólo interviene amortiguando las oscilaciones, el principal problema es que no se puede obtener un flujo que rebose de manera continua, sino sólo de forma transitoria si el tubo es más corto que la hipotética posición de equilibrio si el tubo fuese más largo.

:h:

[WendigO]

Ok, creo que me ha quedao bastante claro. Gracias por contestar!

[Cyrock]

Entonces los superfluidos son la expeción al amigo aumento local de entropia???

[DeepBlue]

Entonces los superfluidos son la excepción al amigo aumento local de entropia???
Bueno, antes he sugerido el He superfluido para que las oscilaciones no se amortiguasen, pero también es un poco aventurado porque su tensión superficial también es ridícula y no sé si ni siquiera habría ascensión capilar... (era sólo un pajeo mental barato)

El He^{4} superfluido está gobernado por las estadísticas de Bose-Einstein. A esas 2 grados K forma un condensado con un único microestado cuántico, así que, como la entropía va como el logaritmo del número de microestados, tendrá que tener entropía nula y si el conducto es adiabático supongo que seguirá así.

De todos modos, a ver si se pasa por aquí algún maestro Jedi para confirmar ésto porque de temas cuánticos/relativistas sólo tengo conocimientos básicos de culturilla (yo soy aeronáutico... ).

Y si la montaña no viene a Mahoma, podemos pasar la pelota al foro de Física Moderna :lol:

[Anakin]

En realidad el He 2 en estado superfluido tiene viscosidad nula y tension superficial nula( es como si fuese un solido)Pero si presenta fenomenos de capilaridad, donde el superefluido no solo asciende sino que desborda con "violencia", a esto se le llama Efecto fuente y fue descrito por Allen.
Para explicar estas propiedades se debe recurrir a la cuantica, desconozco estas explicaciones. Lo que si se es que apra explicar el efecto fuente se recurre a dos tipos de Helios.