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Líquidos y gases
El Problema de las dos Cafeteras
Fig. 51. ¿En cuál de estas cafeteras se puede echar más agua? |
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En la fig. 51 se muestran dos
cafeteras de igual anchura: una de ellas, más alta, y otra, más baja. ¿Cuál de
las dos tiene mayor capacidad?
Es posible que sean muchos los que, sin pensarlo, digan que la cafetera más
alta es la que tiene mayor capacidad. Sin embargo, si echamos líquido en la
cafetera más alta, veremos que sólo puede llenarse hasta el nivel del orificio
del pitorro, ya que después comenzará a derramarse el líquido. Y como los
orificios de los pitorros de ambas cafeteras se encuentran a una misma altura,
la cafetera baja puede contener la misma cantidad de líquido que la alta.
Esto es comprensible. En la cafetera y en el tubo del pitorro, lo mismo que en
unos vasos comunicantes cualesquiera, el líquido debe tener el mismo nivel,
aunque el peso del líquido que llena el pitorro sea mucho menor que el del
resto de la cafetera. Si el pitorro no es suficientemente alto, no habrá manera
de llenar la cafetera hasta arriba, porque el agua se derramará. Generalmente,
los pitorros se hacen más altos que los bordes de la cafetera, para que sea
posible inclinarla un poco sin que se derrame el contenido.
Lo que no Sabían los Antiguos
Los habitantes de la Roma contemporánea siguen utilizando hasta ahora los
restos de un acueducto construido por los antiguos romanos. ¡Qué sólidas eran
las obras de conducción de aguas que hacían los esclavos romanos!
Fig. 52. Aspecto original de los acueductos de la antigua Roma |
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Desgraciadamente no se puede decir lo mismo de los
conocimientos de los ingenieros que dirigieron estos trabajos. Está claro que
estos debían tener escasos conocimientos de los fundamentos de la Física.
Fijémonos si no en la fig. 52, la cual reproduce uno de los cuadros del Museo
Alemán de Munich. Como puede verse, la conducción de agua romana no se tendía
bajo tierra, sino que pasaba por altos acueductos de piedra. ¿Para qué se
hacían estos acueductos? ¿No hubiera sido más fácil tender unos tubos bajo
tierra, como se hace ahora?
Claro que hubiera sido más fácil, pero los ingenieros de entonces tenían unos
conocimientos muy rudimentarios de las leyes de los vasos comunicantes. Dudaban
de que el nivel del agua en dos depósitos, unidos entre sí por largas tuberías,
pudiera ser igual. Si los tubos se tienden en tierra, siguiendo el declive del
terreno, en ciertos sectores el agua tiene que correr hacia arriba. Los romanos
temían precisamente esto, es decir, pensaban que el agua no podía correr hacia
arriba. Por esta razón es por la que, generalmente, daban a sus tuberías de
conducción de agua un declive uniforme en todos los puntos del trazado (para lo
cual se necesitaba frecuentemente hacer que el agua diese un rodeo, o levantar
altos acueductos).
Una de las tuberías romanas, la Aqua Martia, tiene una longitud de 100 km, a
pesar de que la distancia entre sus dos extremos, en línea recta, es dos veces
menor.
¡Medio centenar de kilómetros de obras de piedra, construidos por no conocer
una ley elemental de la Física!
Los Líquidos Empujan ... ¡Hacia Arriba!
El hecho de que los líquidos presionan hacia abajo, sobre el fondo de la vasija
que los contiene, y hacia los lados, sobre las paredes de la misma, es conocido
hasta por aquellos que nunca han estudiado Física. Pero muchos ni sospechan
siquiera que los líquidos empujan también hacia arriba. Un vulgar tubo de
cristal, de lámpara de petróleo o de otro tipo, siempre que sea ancho, ayudará
a convencernos de que este empuje hacia arriba existe realmente.
Recortemos un redondel de cartón fuerte, de forma que su diámetro sea algo
mayor que el del tubo antedicho. Tapemos con este redondel la entrada del tubo
e introduzcámoslo después en un recipiente con agua, como se muestra en la fig.
53. Para evitar que el redondel se desprenda al meter el tubo en el agua, puede
sujetarse con un hilo que pase por su centro, o simplemente con un dedo. Una
vez introducido el tubo hasta una determinada profundidad, es fácil comprobar
que el redondel de cartón se sostiene perfectamente solo, sin necesidad de que
lo sostengamos apretando el dedo o tirando del hilo. Es el agua, que empuja de
abajo a arriba, la que lo aprieta.
Fig. 53. Un procedimiento sencillo para convencerse de que los líquidos empujan de abajo a arriba. |
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Esta presión que ejerce el agua hacia arriba se puede
medir. Para ello, basta echar con precaución agua en el tubo; en cuanto el
nivel dentro de éste se aproxima al del agua de la vasija, se desprende el
redondel. Es decir, la presión que el agua ejerce sobre el redondel, desde
abajo, se equilibra por arriba con la presión que ejerce la columna de agua
(que hay dentro del tubo), cuya altura es igual a la profundidad a que está
sumergido el cartón. Esta es la ley de la presión de los líquidos sobre
cualquier cuerpo sumergido en ellos. De aquí se deduce la "pérdida"
de peso que experimentan los cuerpos sumergidos en líquidos, de que nos habla
el célebre principio de Arquímedes.
Si se dispone de varios tubos de lámparas de petróleo de diferentes formas,
pero con orificios iguales, se puede comprobar otro de los principios relativos
a los líquidos, según el cual, la presión que los líquidos ejercen sobre el
fondo de la vasija que los contiene, depende exclusivamente del área de su base
y de la altura a que se encuentra el nivel del líquido, sin que la forma de la
vasija influya en absoluto.
Fig. 54. La presión del líquido sobre el fondo de la vasija depende exclusivamente del área de su base y de la altura a que se encuentra el nivel del líquido. En la figura se muestra un procedimiento para comprobar esta regla. |
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La comprobación consistirá en hacer con estos tubos diferentes el experimento
anteriormente descrito, introduciéndolos sucesivamente en el agua a una misma
profundidad (para esto, lo mejor es pegar previamente en cada tubo una tirita
de papel, de forma que quede a la misma altura). Podremos observar, que el
redondel de cartón se desprenderá en cuanto el nivel del líquido, dentro de los
tubos, llegue a la misma altura (fig. 54). Es decir, que la presión que ejercen
las columnas de agua de distintas formas es igual, siempre que sean iguales sus
bases y sus alturas. Llamamos la atención sobre el hecho de que, en este caso,
lo más importante es la altura y no la longitud, porque la presión que ejerce
una columna larga pero oblicua, es exactamente igual que la ejercida por una
columna corta, vertical, que tenga la misma altura que aquélla (siempre que sea
igual el área de sus bases).
¿Qué Pesa más?
En uno de los platillos de una balanza hay un cubo lleno de agua hasta los
bordes. En el otro platillo, un cubo exactamente igual, también lleno hasta los
bordes, pero en él flota un trozo de madera (fig. 55). ¿Qué cubo pesa más?
Fig. 55. Estos dos cubos son iguales y están llenos de agua hasta los bordes; pero en uno de ellos flota un trozo de madera. ¿Cuál de los dos pesa más? |
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He hecho esta pregunta a diferentes personas y he recibido de ellas respuestas
contradictorias. Unas respondían que debe pesar más el cubo en que flota la
madera, porque en él, "además del agua, se encuentra la madera".
Otras, por el contrario, mantenían que pesa más el primero, "ya que el
agua es más pesada que la madera". Pero ni las unas ni las otras tenían
razón. Los dos cubos pesan lo mismo. Es verdad, que el segundo cubo tiene menos
agua que el primero, porque el trozo de madera al flotar desaloja un
determinado volumen de la misma. Pero, según el principio de la flotación,
cualquier cuerpo flotante desaloja, con su parte sumergida, una cantidad de
líquido exactamente igual (en peso) a su peso total. He aquí por qué la balanza
deberá mantenerse en equilibrio.
Resolvamos ahora otro problema. Yo coloco en la balanza un vaso con agua y
junto a él pongo una pesa. Después de nivelar la balanza, colocando pesas en el
otro platillo, cojo la antedicha pesa y la meto en el vaso con agua. ¿Qué
ocurrirá con la balanza?
Por el principio de Arquímedes, la pesa dentro del agua pesa menos que fuera de
ella. Al parecer, podría esperarse que subiera el platillo de la balanza en que
está el vaso. Sin embargo, la balanza sigue en equilibrio. ¿Cómo se explica
esto? La pesa, al hundirse en el vaso, desaloja parte del agua; este agua se
desplaza hacia arriba y ocupa un nivel más alto que el que antes tenía. Como
resultado de esto, la presión sobre el fondo del vaso aumenta, es decir, este
fondo sufre una presión suplementaria, igual al peso que pierde la pesa.
La Forma Natural de los Líquidos
Estamos acostumbrados a pensar, que los líquidos no tienen forma propia. Pero
esto no es así. La forma natural de todo líquido es la de una esfera.
Generalmente, la gravedad impide que los líquidos tornen esta forma, y por eso,
unas veces se extienden formando una capa delgada, como ocurre cuando se
vierten fuera de las vasijas, o toman la forma de éstas cuando se echan en
ellas. Pero cuando se encuentran en el seno de otro líquido de la misma
densidad, los líquidos, por el principio de Arquímedes, "pierden" su peso,
quedándose como si no pesaran nada, es decir, como si la gravedad no influyera
sobre ellos, y entonces adoptan su forma natural esférica.
Fig. 56. El aceite que se encuentra en esta vasija llena de alcohol diluido se agrupa formando una esfera, la cual, ni se hunde ni sube a la superficie (experimento de Plateau). |
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El aceite de oliva flota en el agua, pero se hunde en el
alcohol. Por consiguiente, puede prepararse una mezcla de agua y alcohol, en la
cual dicho aceite ni flote ni se hunda hasta el fondo. Si en esta mezcla se
introduce un poco de aceite, valiéndose de una jeringa, veremos una cosa rara:
el aceite se agrupa formando una gran gota esférica, que no sube a la
superficie. ni baja al fondo, sino que permanece inmóvil como si estuviera
suspendida (fig. 56).
El experimento debe hacerse con calma y precaución, porque, de lo contrario,
puede obtenerse, no una gota grande, sino varias esferitas más pequeñas. Pero
incluso si ocurre así, el experimento no deja de ser interesante.
Si se atraviesa la esfera de aceite, haciendo pasar por su centro una varilla
de madera o un alambre, y se hace que esta última gire, la esfera comenzará
también a girar. (Este experimento resulta mejor cuando en la varilla se coloca
un redondelito de cartón impregnado en aceite y se introduce este último en la
antedicha esfera). Por la acción del movimiento giratorio, la esfera comienza a
achatarse y, al cabo de unos segundos, se desprende de ella un anillo (fig.
57). Este anillo se divide posteriormente en varias partes, las cuales no
originan trozos deformes, sino nuevas gotas esféricas que siguen girando
alrededor del centro de la esfera primitiva.
Fig. 57. Si la esfera oleosa que se encuentra en el alcohol diluido se hace girar rápidamente, por medio de una varilla que la atraviese, de esta esfera se separa un anillo. |
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El primero en practicar este curioso experimento fue el físico belga Plateau.
La descripción que acabamos de hacer corresponde a la forma clásica del
experimento. Pero resulta más fácil, y no menos instructivo, efectuarlo de la
siguiente forma: se toma un vaso pequeño y, después de enjuagarlo, se llena de
aceite de oliva y se coloca en el fondo de un vaso mayor. En este último se
echa, con precaución, la cantidad de alcohol que sea necesaria para que el vaso
pequeño quede totalmente sumergido en él. Luego, con una cucharilla, se va
añadiendo, poco a poco, agua (de manera que escurra por la pared del vaso
grande). La superficie del aceite del vaso pequeño se irá haciendo cada vez más
convexa, hasta que, cuando la cantidad de agua añadida sea suficiente, el
aceite se desprenda de dicho vaso y forme una esfera de dimensiones bastante
grandes, que quedará suspendida dentro de la mezcla de alcohol y agua (fig.
58).
Fig. 58. Simplificación del experimento de Plateau |
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Si no se dispone de alcohol, este experimento se puede
hacer con anilina, que es un líquido cuya densidad es mayor que la del agua, a
temperatura normal, y menor que la de ésta a 75-85°C. Por consiguiente,
calentando el agua podemos hacer que la anilina flote sumergida en ella, en
cuyo caso tomará la forma de una gran gota esférica. A la temperatura normal,
la gota de anilina puede equilibrarse utilizando, en lugar de agua, una
disolución de sal común. En el año 1963, durante el vuelo en grupo de
las naves cósmicas "Vostok-3" y "Vostok-4", los cosmonautas
soviéticos Nicoláev y Popóvich hicieron una serie de experimentos para
determinar el comportamiento de los líquidos en estado de ingravidez. Algunos
de los resultados fueron inesperados, por ejemplo, el líquido contenido en una
vasija esférica no se reunió en su centro, formando una esfera, como se
esperaba, sino que recubrió las paredes internas del matraz, dejando en el
centro una pompa de aire. Es decir, el aire se comportó lo mismo que el aceite
en el experimento de Plateau.
¿Por qué son Redondos los Perdigones?
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Fig. 59. Torre perdigonera de una fábrica de munición. |
Acabamos de decir, que todo líquido, en cuanto se libera
de la acción de la gravedad, toma su forma natural, es decir, la de esfera. Si
recordamos lo que dijimos anteriormente sobre la ingravidez de los cuerpos
cuando caen, y consideramos que la insignificante resistencia que el aire opone
al comenzar la caída puede despreciarse . El peso de las gotas se equilibra con la
resistencia del aire, la cual aumenta al crecer la velocidad de las gotas.,
podemos figurarnos que las porciones de un líquido al caer, también deben tomar
la forma de esferas. Efectivamente, las gotas de lluvia toman esta forma cuando
caen. Los perdigones no son más que gotas de plomo fundido, enfriadas. En las
fábricas se hace que el plomo fundido tome la forma de gotas, obligándole a
caer, desde una gran altura, en un baño de agua fría, en el cual se enduren
aquéllas conservando su perfecta esfericidad.
Los perdigones fundidos por este procedimiento se llaman de "torre",
porque al fabricarlos se hace que el plomo fundido caiga desde la parte
superior de una alta torre "perdigonera" (fig. 59). Las torres de las
fábricas de munición son metálicas y llegan a tener hasta 45 m de altura. En la
parte más alta de estas torres, se encuentra la fundición, con las calderas
para fundir el plomo, mientras que en la más baja hay un depósito con agua. Los
perdigones, después de fundidos, se clasifican y se someten a operaciones de
acabado. La gota de plomo fundido se enfría, formando el perdigón, mientras
cae; el depósito de agua sirve únicamente para amortiguar el golpe de aquél
cuando llega abajo y evitar que sufra deformaciones su esfericidad. (Los
perdigones de más de 6 mm de diámetro, denominados metralla, se hacen por otro
procedimiento, el cual consiste en cortar trocitos de alambre y someterlos a
rodado).
Una Copa sin Fondo
Llenemos de agua, hasta los bordes, una copa. Estará completamente llena.
Pongamos junto a la copa varios alfileres. ¿Es posible que quepan en la copa
uno o dos alfileres, sin que rebose? Hagamos la prueba.
Fig. 60. El experimento con la copa de agua y los alfileres es asombroso. |
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Comencemos a echar alfileres y
vayamos contándolos. Hay que echarlos con cuidado, empezando por introducir en
el agua la punta y soltando después el alfiler, sin empujarle ni hacer presión,
para evitar que cualquier sacudida pueda hacer que se derrame el líquido. Uno,
dos, tres alfileres caen al fondo, pero el nivel del agua sigue invariable.
Diez, veinte, treinta alfileres .... el líquido no se derrama. Cincuenta,
sesenta, setenta.... todo un centenar de alfileres reposan ya en el fondo, y el
agua de la copa sigue sin derramarse (fig. 60).
No sólo no se derrama, sino que ni siquiera sobresale sensiblemente de los
bordes de la copa. Continuemos echando alfileres. El segundo, el tercero y el
cuarto centenar están ya dentro de la vasija y ni una gota de agua habrá
rebosado de sus bordes, aunque ahora se nota cómo la superficie del agua
sobresale un poco de aquéllos.
Esta prominencia encierra la explicación del fenómeno. El agua moja poco el
vidrio, en cuanto éste tiene el menor indicio de grasa, y, por regla general,
las copas, lo mismo que toda la vajilla en uso, tienen huellas de grasa, por
haberlas tocado con los dedos. Por esta razón, el agua que desalojan los
alfileres, al no mojar los bordes de la copa, forma la prominencia.
Esta prominencia (menisco) parece insignificante a simple vista, pero si nos
tomamos el trabajo de calcular el volumen de un alfiler y de compararlo con el
volumen de aquélla, nos convenceremos que el primero de estos volúmenes es
centenares de veces menor que el segundo, por lo cual, en la copa
"llena" pueden caber aún varios centenares de alfileres. Mientras más
ancha sea la vasija, más alfileres se podrán echar en ella, ya que el volumen
de la prominencia será mayor.
Para que quede más claro, hagamos un cálculo aproximado. Los alfileres tienen,
aproximadamente, 25 mm de largo y medio milímetro de grueso. El volumen de un
cilindro como éste es fácil de calcular por la conocida fórmula geométrica
V = r * d 2 * h = 5 mm 3
Con cabeza y todo, el volumen de un alfiler no excede de 5,5 mm 3 .
Calculemos ahora el volumen de la capa de agua que sobresale de los bordes de
la copa. El diámetro de ésta es de 9 cm =90 mm. El área del círculo, cuyo
diámetro es 90 mm, es igual a 6.400mm 2 .
Suponiendo que la capa de agua que sobresale tiene solamente 1 mrn de espesor,
su volumen será de 6.400 mm 3 , es decir, 1.200 veces mayor que el
de un alfiler.
Dicho de otra forma, una copa "llena" puede alojar, además... ¡más de
mil alfileres! Y, efectivamente, echando los alfileres con precaución, puede
añadirse todo un millar de ellos, de manera que, a simple vista, parecerá que
ocupan toda la vasija y hasta sobresalen de sus bordes, sin que el agua se
derrame.
Una Interesante Peculiaridad del Petróleo
Quien haya tenido que utilizar una lámpara de petróleo conoce perfectamente las
desagradables sorpresas que ocasiona una de las peculiaridades de este líquido.
Se llena el depósito, se seca por fuera y, al cabo de una hora, está otra vez
húmedo. Se debe esto, a que al poner la boquilla, ésta no se atornilla bien, y
el petróleo, que tiende a extenderse por el tubo de cristal, escurre por la
superficie externa del depósito. El que quiera evitar semejantes
"sorpresas" tiene que atornillar la boquilla, apretándola lo más
posible.
Esta propiedad de escurrirse que tiene el petróleo, se nota de manera muy
desagradable en los barcos cuyas máquinas consumen este tipo de combustible. En
estos barcos, si no se toman medidas especiales, es imposible transportar nada
que no sea petróleo, porque este líquido se fuga de los depósitos, infiltrándose
a través de rendijas imperceptibles, Y no sólo se esparce por la superficie
metálica de los propios depósitos, sino que impregna literalmente todo, hasta
la ropa de los pasajeros, transmitiendo a todos los objetos su inextinguible
olor. Los intentos de combatir esta contrariedad resultan frecuentemente
infructuosos.
El humorista inglés Jerome, no exageraba mucho cuando en su narración titulada
"Tres en un bote", decía lo siguiente del petróleo:
"No conozco ningún cuerpo que tenga más facilidad de infiltrarse por todas
partes que el petróleo. Lo guardábamos en la proa del bote, pero desde allí se
corrió hasta el otro extremo, impregnando con su olor todo cuanto halló a su
paso. Infiltrándose a través del revestimiento, goteaba en el agua, estropeaba
el aire y el cielo y nos envenenaba la vida.
Unas veces el viento petrolífero soplaba de occidente, otras de oriente. En
otras ocasiones este viento de petróleo venía del norte o del sur, pero viniera
del helado Artico o de las arenas del desierto, siempre llegaba a nosotros
saturado del aroma de petróleo. Por las tardes, este perfume destrozaba los
encantos de las puestas de Sol, mientras que los rayos de la Luna eran
corroídos por el petróleo.
Atamos el bote junto a un puente y nos fuimos a pasear por la ciudad, pero el
maldito olor nos perseguía. Parecía que estaba impregnada toda la ciudad".
(En realidad, lo único que estaba impregnado era la ropa de los viajeros.)
La facilidad que tiene el petróleo para mojar la superficie exterior de los
depósitos en que se encuentra, dio lugar a la falsa idea de que este líquido
puede infiltrarse a través de los metales y del vidrio.
Una Moneda que no se Hunde en el Agua
La moneda que no se hunde en el agua, existe, no sólo en los cuentos, sino
también en la realidad. Para convencerse de esto bastará hacer varios
experimentos. Empecemos por objetos más pequeños, como son las agujas. Al
parecer, es imposible que una aguja de acero flote en la superficie del agua, y
sin embargo, no es difícil conseguir que esto ocurra. Pongamos en la superficie
del agua un papel de fumar y depositemos sobre él una aguja completamente seca.
Ahora no queda más que quitar con cuidado el papel de fumar.
Para ello, se puede proceder del modo siguiente: se coge otra aguja o un
alfiler y se van hundiendo con él los bordes del papel de fumar, teniendo
precaución y avanzando paulatinamente hacia el centro, hasta que todo el papel
se moja y se va al fondo, mientras que la aguja continúa flotando (fig. 61). Si
acercamos un imán a las paredes del vaso, al nivel del agua, podremos hacer que
la aguja se mueva sin dejar de flotar en el agua.
Fig. 61. La aguja flotando en el agua. Arriba corte de la aguja (de 2 mm de diámetro) y forma exacta de la concavidad que se forma en la superficie del agua (aumentada en 2 veces). Abajo, procedimiento para hacer flotar la aguja por medio de un trozo de papel. |
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Cuando se tiene cierta habilidad se puede prescindir del papel de fumar.
Bastará coger la aguja por su parte media y dejarla caer horizontalmente sobre
la superficie del agua, desde poca altura.
En lugar de una aguja podemos hacer que flote un alfiler (tanto la una como el
otro no deben tener más de 2 mm de grueso), un botón que sea ligero u otros
objetos metálicos que sean planos y pequeños. Después de entrenarnos de esta
manera, se puede intentar hacer que flote un copeck
La causa de que floten estos objetos metálicos es, que el agua moja mal el
metal, que por haber estado en nuestras manos, está recubierto de una tenue
capa de grasa. Por esto, en la superficie del agua se forma una concavidad
alrededor de las agujas que flotan.
Esta concavidad se puede notar a simple vista. La película superficial del
líquido, al tender a enderezarse, empuja hacia arriba la aguja, con lo cual
hace que ésta se mantenga a flote. También contribuye a la flotación de la
aguja la fuerza con que empuja el líquido, de acuerdo con la ley de la
flotación, es decir, la aguja es empujada desde abajo por una fuerza igual al
peso del agua que desaloja.
No hay nada más fácil que hacer que una aguja flote, si antes se la engrasa con
aceite. Después de preparada así, cualquier aguja puede depositarse
directamente sobre la superficie del agua, sin temor a que se hunda.
Agua en una Criba
Resulta, que llevar agua en una criba no sólo es posible en los cuentos. Los
conocimientos de Física ayudan a realizar esto, que clásicamente se consideró
imposible. Para ello, no hay más que coger una criba de alambre, de unos 15 cm
de diámetro, cuyas mallas no sean demasiado pequeñas (cerca de 1 mm), e
introducir su rejilla en un baño de parafina derretida. Cuando se saca la criba
del baño, sus alambres están revestidos de una capa de parafina casi
imperceptible a simple vista.
Fig. 62. ¿Por qué no se derrama el agua contenida en una criba parafinada? |
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La criba sigue siendo criba y teniendo orificios, a través
de los cuales puede pasar libremente un alfiler, pero ahora puede servir para
llevar agua, en el sentido literal de la expresión. En una criba así puede
mantenerse una capa de agua bastante :alta, sin que se derrame a través de las
mallas. No obstante, el agua debe echarse en la criba con cuidado y procurar
que ésta no sufra sacudidas.
¿Por qué no se derrama el agua? Porque como ésta no moja la parafina, forma en
las mallas de la criba unas películas delgadas, cuya concavidad mira hacia
abajo. Estas películas son las que sostienen el agua (fig. 62). Si una criba
como ésta se coloca sobre el agua, flotará en ella. Es decir, que la criba
puede servir para llevar agua y para navegar.
Este experimento, tan paradójico al parecer, explica toda una serie de
fenómenos ordinarios, a los cuales estamos tan acostumbrados, que no nos
paramos a pensar en sus causas. El objetivo que se persigue al embrear los
toneles y las barcas, al engrasar los tapones y los casquillos, al pintar con
pinturas al aceite y, en general, al recubrir con sustancias oleaginosas todos
los objetos que se desea hacer impermeables al agua, no es otro que el de
convertirlos en una especie de criba como la que acabamos de describir. La
esencia de estos dos hechos es la misma, aunque en el caso de la criba presenta
un aspecto al cual no estamos acostumbrados.
La Espuma al Servicio de la Técnica
La flotación de agujas de acero y de monedas de cobre en el agua, de que hemos
tratado en los experimentos anteriores, tiene gran semejanza con un fenómeno
que se utiliza en la industria minero-metalúrgica para el enriquecimiento de
los minerales, es decir, para aumentar la cantidad de componentes útiles que
contienen. En la técnica se emplean muchos procedimientos para enriquecer los
minerales, pero éste de que vamos a hablar ahora, y que se conoce con el nombre
de "flotación", es el más efectivo y suele emplearse hasta en
aquellos casos en que todos los demás no dan resultado.
Fig. 63. Así se produce la flotación. |
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La esencia de la flotación consiste en lo siguiente: el mineral, finamente
triturado, se echa en una cuba con agua y sustancias oleaginosas, las cuales
tienen la propiedad de envolver las partículas de mineral útil, formando una
película finísima que no se moja en el agua. Esta mezcla se remueve enérgicamente,
para que penetre en ella el aire y se forme una especie de espuma, integrada
por multitud de diminutas burbujas.
Al ocurrir esto, las partículas de mineral útil, envueltas por la película
oleaginosa, se ponen en contacto con la envoltura de las burbujas de aire, se
adhieren a ellas y son arrastradas hacia arriba, de la misma manera que un
globo eleva en la atmósfera a su barquilla (fig. 63). Mientras tanto, las
partículas de ganga, que no son afectadas por la sustancia oleaginosa y que,
por consiguiente, son más pesadas, no se adhieren a las burbujas y se quedan en
el líquido. Hay que señalar, que las burbujas de aire que forman la espuma son
mucho más voluminosas que las partículas de mineral, por lo que su flotabilidad
es suficiente para arrastrar a dichas partículas hacia arriba.
Como resultado, casi todas las partículas de mineral útil acaban encontrándose
en la espuma que recubre al líquido. Esta espuma se recoge y se elabora
convenientemente, para obtener lo que se llama "concentrado", el cual
suele ser decenas de veces más rico en mineral útil que las menas de que
gira... ¡ni una sola gota de líquido llega al deposito superior! se extrae.
La técnica de la flotación está tan bien estudiada, que escogiendo debidamente
los líquidos a emplear, se puede separar cualquier mineral útil de su ganga,
cualquiera que sea la composición de ésta.
La idea del empleo de la flotación para estos fines no fue concebida
teóricamente, sino gracias a la atenta observación de un hecho casual. A
finales del siglo pasado, una maestra norteamericana (Carrie Everson), mientras
lavaba unos sacos grasientos, que habían estado llenos de pirita de cobre, se
fijó en que las partículas de pirita emergían junto con la espuma. Este hecho
fue el que estimuló el desarrollo del procedimiento antes mencionado.
Otro Pseudo "Perpetuum Mobile"
En algunos libros se describe como verdadero motor de "movimiento
continuo" el aparato estructurado de la siguiente forma (fig. 64): en un
recipiente hay aceite (o agua) que, por medio de unas mechas, se eleva
primeramente a una vasija más alta y luego, por otras mechas, a un depósito
superior. Este depósito superior tiene un vertedero por el cual sale el aceite
y hace que se mueva una rueda de paletas. El aceite que escurre hacia abajo,
vuelve a subir por las mechas hasta el depósito. De esta forma, el chorro de
aceite que sale por el vertedero y va a caer en la rueda, no se interrumpe ni
un segundo y, por consiguiente, esta última debe estar siempre en movimiento.
Fig. 64. Un molinete irrealizable. |
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Si los autores de este molinete se hubieran tomado la
molestia de construirlo, se habrían convencido de que ni la rueda gira... ¡ni una
sola gota de líquido llega al depósito superior!
Para comprender esto no hace falta hacer el molinete. Efectivamente, ¿de dónde
saca el inventor que el aceite debe escurrir hacia abajo por la parte doblada
de la mecha? La misma capilaridad que hace que el líquido venza la gravedad y
se eleve por la mecha, retiene a aquél en los poros de ésta e impide que gotee.
Fig. 65. Un viejo proyecto de motor hidráulico de "movimiento continuo" para accionar una muela de afilar. |
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Suponiendo que el líquido pudiera llegar al depósito
superior del aparato por capilaridad, habría que admitir también que las mismas
mechas que lo trajeron hasta aquí, se lo podrían volver a llevar a la vasija de
abajo.
Este seudomotor nos recuerda otra máquina hidráulica, también de
"movimiento continuo", ideada en 1575 por el mecánico italiano Strade
el Mayor. En la fig. 65 está representado este interesante proyecto. Un
tornillo de Arquímedes gira y eleva agua a un depósito superior, desde donde
ésta sale en chorro por un vertedero y va a chocar con las paletas de una rueda
hidráulica (abajo a la derecha).
Esta rueda hidráulica hace que gire una muela de afilar Y, al mismo tiempo
mueve, por medio de una serie de ruedas dentadas, el tornillo de Arquímedes que
eleva el agua al depósito superior. Es decir, ¡el tornillo mueve la rueda y la
rueda mueve al tornillo! Si semejantes mecanismos fueran posibles, lo mejor
sería hacer lo siguiente: coger una polea, pasar por ella una cuerda y colgar
en cada uno de sus extremos una pesa; cuando una de estas pesas baje, hará que
suba la otra, y ésta, a su vez, al descender, hará que se eleve la primera. ¿No
sería esto el "movimiento continuo"?
Pompas de Jabón
Hacer pompas de jabón no es tan fácil como parece. Yo también creía que para
esto no se necesitaba ningún entrenamiento, hasta que no me convencí
prácticamente de que hacer pompas grandes y bonitas es, en cierto modo, un arte
que requiere habilidad. Pero, ¿vale la pena entrenarse en algo tan inútil como
hacer pompas de jabón?
Es verdad, que en la vida ordinaria estas pompas no gozan de buena fama; por lo
menos, en la conversación las empleamos para hacer comparaciones poco
halagueñas. Pero en Física es otra cosa. "Haced una pompa de jabón -
escribía el gran científico inglés Kelvin - y miradla: aunque dediquéis toda
vuestra vida a su estudio no dejaréis de sacar de ella nuevas enseñanzas de
Física".
Realmente, los mágicos reflejos policromos de la superficie de las tenues
películas de jabón, dan al físico la posibilidad de medir la longitud de las
ondas luminosas, mientras que el estudio de la tensión de estas delicadas
películas contribuye al conocimiento de las leyes que rigen la acción de las
fuerzas que actúan entre las partículas, es decir, de la cohesión, sin la cual
en el mundo no existiría nada más que polvo finísimo.
Los experimentos que se describen a continuación no persiguen objetivos tan
serios. Son simplemente pasatiempos interesantes que sirven para aprender el
arte de hacer pompas de jabón. El físico inglés Ch. Boyce, en su libro "Pompas
de Jabón", describe detalladamente una larga serie de experimentos que
pueden hacerse con ellas. Recomendamos este magnífico libro a todos aquellos
que se interesen por esta materia, ya que aquí nos limitamos a describir los
experimentos más simples. Para estos fines pueden emplearse soluciones de jabón
de lavar ordinario, pero
aconsejamos como preferibles las de jabones de aceites puros de oliva o de
almendra, que son los más a propósito para obtener pompas grandes y bonitas. La
solución se hace desliendo un trozo de dicho jabón en agua clara y fría, hasta
que la disolución está bastante espesa. Lo mejor es utilizar agua limpia de
lluvia o de nieve, o, en su defecto, agua hervida, fría. Para aumentar la
duración de las pompas, Plateau recomienda añadir a la solución jabonosa 1/3
(en volumen) de glicerina. La espuma y las burbujas que se forman, deben
quitarse con una cucharilla. Hecho esto, se introduce en la solución un tubo
delgado de arcilla, cuyo extremo debe untarse previamente de jabón, tanto por
su parte interior como exterior. También se consiguen buenos resultados con
pajas de unos diez centímetros de longitud, cuyo extremo inferior debe abrirse
en forma de cruz.
Las pompas se hacen del modo siguiente: después de mojar el tubo en la mezcla,
y manteniéndolo verticalmente, para que en su extremo se forme la película de
líquido, se empieza a soplar. Como quiera que al hacer esto la pompa se llena
con el aire caliente que sale de nuestros pulmones, que es más ligero que el
que nos rodea, la pompa inflada se eleva inmediatamente. Si se consigue que la
primera pompa que se hace tenga 10 cm de diámetro, la mezcla (el agua jabonosa)
es buena; en el caso contrario hay que añadirle jabón, hasta que se puedan
hacer pompas del diámetro indicado. Pero esta prueba no es suficiente. Después
de hacer la pompa, se moja un dedo en la mezcla jabonosa y se intenta
introducirlo en aquélla; si la pompa resiste, pueden comenzarse los
experimentos, si revienta hay que agregarle un poco de jabón.
Los experimentos deben hacerse despacito, con cuidado y tranquilamente. La
habitación en que se hacen debe estar lo más iluminada posible, porque de no
ser así, las pompas no muestran sus polícromos reflejos.
A continuación describimos varios entretenidos experimentos de este tipo.
Una flor debajo de una pompa de jabón. En un plato, en una fuente, se echa agua
jabonosa hasta que su fondo este cubierto por una capa de 2 ó 3 mm de espesor.
En medio del plato se coloca una flor o un florerito y se cubre con un embudo
de vidrio. Después, se va levantando despacito el embudo, al mismo tiempo que
se sopla por la parte estrecha. Se forma una pompa de jabón. Cuando esta pompa
es suficientemente grande, se inclina el embudo, como se muestra en la fig. 66,
y se deja libre la pompa. La flor quedará cubierta por un fanal semiesférico
transparente, formado por la película de jabón, que reflejará todos los colores
del iris.
Fig. 66. Experimentos con pompas de jabón: la pompa posada en la flor; una pompa cubriendo un florerito; unas pompas dentro de otras; una estatuilla coronada por una pompa y cubierta por otra. |
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En lugar de la flor puede ponerse una estatuilla, cuya cabeza
puede coronarse con una pompa (fig. 66). Para hacer esto, hay que echar
previamente una gota de solución jabonosa en la cabeza de la estatuilla y,
después, cuando ya esté hecha la pompa grande, envolvente, traspasarla con el
tubito y soplar dentro de ella la pompa pequeña.
Unas pompas dentro de otras (fig. 66). Con el embudo que se empleó para el
experimento anterior, se hace, por el mismo procedimiento que entonces, una
gran pompa. Luego, se toma una pajita y se introduce en la solución jabonosa, dejando
fuera únicamente el extremo que hay que coger con los labios, y después, con
toda precaución, se atraviesa con ella la pared de la primera pompa, hasta
llegar al centro. Tirando despacio de la pajita hacia atrás y teniendo cuidado
de no sacar el extremo, se va inflando la segunda pompa dentro de la primera.
Repitiendo la operación se hace la tercera, dentro de la segunda, y así
sucesivamente.
Fig. 67. Manera de obtener un cilindro con la película jabonosa. |
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Un cilindro de película jabonoso (fig. 67) puede obtenerse
entre dos anillos de alambre. Para ello, sobre el anillo inferior se deja caer
una pompa esférica ordinaria y, luego, en la parte superior de esta pompa se
coloca el segundo anillo, previamente mojado, y tirando de él hacia arriba, se
va estirando la pompa hasta que adquiera la forma de cilindro. Es interesante
el hecho, de que cuando levantamos el anillo superior a una altura mayor que la
longitud de su circunferencia, una mitad del cilindro se estrecha, mientras que
la otra se ensancha y luego se divide en dos pompas.
La película que forma la pompa de jabón está tensa durante todo el tiempo y
presiona sobre el aire que tiene dentro. Si se dirige el embudo hacia la llama
de una vela, podemos apreciar que la fuerza de estas sutiles películas no es
tan insignificante como pudiera pensarse; la llama se desvía sensiblemente
hacia un lado (fig. 68).
También tiene interés observar una pompa cuando se la traslada desde un local
caliente a otro frío: se ve cómo su volumen disminuye. Por el contrario, cuando
pasa de una habitación fría a otra caliente, se dilata. La causa de este
fenómeno es, naturalmente, la compresión y dilatación del aire que hay dentro
de la pompa. Si, por ejemplo, una pompa que a la temperatura de - 15°C tiene un
volumen de 1.000 cm 3 , se traslada a un local en que la temperatura
es de +15°C, su volumen deberá aumentar en:
1 000 * 30 * 1/273 = 110 cm 3 , aproximadamente
.
Hay que indicar también, que la idea general de que las pompas de jabón son
poco duraderas, no es exacta. Cuando se tiene cuidado con ellas, las pompas de
jabón pueden conservarse décadas enteras. El físico inglés Dewar (célebre por
sus trabajos de licuación del aire) guardaba las pompas de jabón en unas
botellas especiales, que impedían que les entrase polvo, que se secasen y que
sufrieran las sacudidas del aire. En estas condiciones consiguió conservar
algunas pompas más de un mes. En Norteamérica, Lawrence logró conservar pompas
de jabón, debajo de un fanal, durante años.
¿Qué es más delgado?
Seguramente son pocos los que saben, que la película que forma las pompas de
jabón es una de las cosas más delgadas que pueden apreciarse a simplevista.
Fig. 68. El aire es desalojado por la presión que ejerce sobre él la pared de la pompa de jabón |
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Los objetos que generalmente sirven de punto de comparación para expresar la delgadez o la finura, resultan demasiado burdos si se equiparan con dicha película. "Fino, como un pelo", "delgado, como un papel de fumar", son expresiones que representan un espesor enorme comparado con el de la pared de una pompa de jabón, la cual es 5 000 veces más delgada que un pelo y que un papel de fumar. Un cabello humano aumentado en 200 veces, tiene cerca de un centímetro de espesor, mientras que la sección de la película que forma la pompa de jabón, con semejante aumento, sigue siendo invisible.
Fig. 69. Arriba, el ojo de una aguja, un cabello humano, unos bacilos y un hilo de telaraña, aumentados en 200 veces. Abajo, unos bacilos y el espesor de una película jabonosa, aumentados en 40 000 veces. 1 u = 0,0001 cm. |
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Para poder ver esta sección como una línea delgada, es
necesario un aumento 200 veces mayor. Con este aumento (de... ¡40 000 veces!)
un pelo tendrá más de 2 m de grueso. La fig. 69 proporciona una idea gráfica de
estas correlaciones.
¡Del Agua y Seca!
Poned una moneda en un plato llano grande, echad agua en él, hasta que cubra la
moneda, e invitad a vuestros amigos a que la saquen directamente con la mano,
sin mojarse los dedos.
Esto, que parece un problema imposible de resolver, se soluciona fácilmente
valiéndose de un vaso y de un papel ardiendo. Para ello, se enciende el papel,
se mete dentro del vaso y éste se coloca rápidamente boca abajo en el plato,
junto a la moneda. El papel se apaga, el vaso se llena de humo blanco y debajo
de él se reúne todo el agua que había en el plato. La moneda se queda, como es
natural, en su sitio y, después de esperar un minuto, para que se seque, se
puede coger sin mojarse los dedos. ¿Qué fuerza hace que el agua entre en el
vaso y se mantenga en él a una altura determinada? La presión atmosférica.
Porque al arder el papel, el aire que hay en el vaso se calienta y aumenta la
presión dentro de él, esto hace que parte del gas salga hacia fuera. Cuando el
papel se apaga, el aire se vuelve a enfriar, pero al ocurrir esto disminuye la
presión dentro del vaso y el agua penetra por debajo de sus bordes, impulsada
por la presión del aire exterior.
En lugar del papel se pueden emplear unas cerillas hincadas en un redondel de
corcho, como se muestra en la fig. 70. No es raro escuchar y hasta leer la
siguiente explicación errónea de este viejo. experimento
Fig. 70. Procedimiento para recoger debajo de un vaso invertido todo el agua que hay en un plato |
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Según esta explicación, al quemarse el papel, se "consume
el oxígeno", con lo que la cantidad de gas que hay debajo del vaso
disminuye. Este razonamiento es totalmente falso. La causa principal y
exclusiva está en que el aire se calienta, y no en que la combustión del papel
consume parte del oxígeno. Esto se deduce en primer lugar, de la posibilidad de
hacer el experimento sin quemar ningún papel, es decir, calentando el vaso
enjuagándolo en agua hirviendo. En segundo lugar, si en lugar del papel
quemamos un algodón empapado en alcohol, el agua se elevará casi hasta la mitad
del vaso; mientras que, como sabemos, el oxígeno constituye solamente l/5,
parte del volumen del aire.
Finalmente, hay que tener en cuenta, que en lugar del "oxígeno
consumido" se forma anhídrido carbónico y vapor de agua, de los cuales, el
primero se disuelve en el agua, pero el vapor subsiste y ocupa parte del sitio
que deja el oxígeno.
¿Cómo Bebemos?
Pero, ¿también hay que pensar en esto? Naturalmente. Cuando queremos beber,
acercamos el vaso o la cuchara que contiene el líquido a nuestros labios y
"absorbemos" su contenido. Esta sencilla "absorción" del
líquido, a que estamos tan acostumbrados, es precisamente lo que hay que
explicar. ¿Por qué tiende el líquido a entrar en nuestra boca? ¿Qué es lo que
lo arrastra?
La explicación es la siguiente: al beber, ensanchamos nuestra capacidad
torácica y con ello enrarecemos el aire que tenemos en la boca. Al ocurrir esto,
la presión del aire exterior hace que el líquido tienda a ocupar el espacio en
que la presión es menor y, por consiguiente, entre en la boca.
En este caso sucede lo mismo que ocurriría con el líquido de unos vasos
comunicantes, si en uno de estos vasos comenzáramos a hacer el vacío, es decir,
bajo la presión de la atmósfera, el líquido se elevaría en este vaso. Y al
contrario, si abarcamos con los labios el gollete de una botella, por mucho que
nos esforcemos en "absorber" el agua que contiene, no conseguiremos
nada, ya que la presión del aire será la misma en la boca que sobre el agua.
Hablando propiamente, no bebemos sólo con la boca, sino también con los
pulmones, ya que el ensanchamiento de los pulmones es la causa de que el
líquido penetre en nuestra boca.
Un Embudo Mejorado
Todo el que haya tenido ocasión de echar líquido en una botella valiéndose de
un embudo, sabe perfectamente que de vez en cuando hay que levantar el embudo,
porque, de lo contrario, el líquido no pasa. Esto ocurre, porque el aire que
hay en la botella, al no encontrar salida, mantiene con su presión el líquido
que se encuentra en el embudo. Es verdad, que una pequeña cantidad de líquido
consigue entrar en la botella y hace que el aire de ésta se comprima por la
presión que sobre él ejerce. Pero este aire encerrado y comprimido, cobra una
elasticidad mayor, suficiente para equilibrar con su presión el peso del
líquido que hay en el embudo. Está claro, que, cuando levantamos el embudo,
dejamos salir al exterior el aire comprimido y el líquido vuelve a entrar en la
botella.
Por esto, resulta muy práctico hacer los embudos de forma, que su parte
estrecha tenga unos nervios longitudinales en la superficie exterior, que
impidan que el embudo entre ajustado en el gollete.
Una Tonelada de Madera y una Tonelada de Hierro
Todos conocemos la pregunta burlesca: ¿qué pesa más, una tonelada de madera o
una de hierro? Por lo general, los incautos responden sin pensarlo, que la
tonelada de hierro, con lo cual hacen reír a los presentes.
Pero los bromistas se reirían aún más, si les contestasen que pesa más la
tonelada de madera. Esta respuesta parece totalmente absurda, y sin embargo,
hablando con propiedad, es exacta.
Todo consiste en que el principio de Arquímedes es aplicable, no sólo a los
líquidos, sino también a los gases. Es decir, todo cuerpo experimenta en el
aire una "pérdida" de peso, igual al peso del volumen de aire que
desaloja.
La madera y el hierro también experimentan esta pérdida de peso en el aire. Por
consiguiente, para conocer el peso real de estos cuerpos habrá que añadirles
esta pérdida. Es decir, el peso real de la madera, en nuestro caso, será igual
a 1 tonelada + el peso del volumen de aire que ocupa la madera, y el peso real
del hierro será igual a 1 tonelada + el peso del volumen de aire que ocupa el
hierro.
Pero una tonelada de madera ocupa un volumen mucho mayor que una tonelada de
hierro (15 veces mayor), por lo cual, el peso real de una tonelada de madera
es... ¡mayor que el peso real de una tonelada de hierro! Aunque expresándonos
más exactamente deberíamos decir, que: el peso real de la cantidad de madera,
que en el aire pesa una tonelada, es mayor que el peso real de la cantidad de
hierro, que pesa en el aire una tonelada.
Como quiera que la tonelada de hierro ocupa el volumen de 1/8 de m 3 ,
mientras que la de madera ocupa cerca de 2 m 3 tendremos, que la
diferencia entre el peso del aire que desalojan será igual a cerca de 2,5 kg.
De aquí se desprende que en realidad, una tonelada de madera pesa 2,5 kg...
¡más que una tonelada de hierro!
Un Hombre que no Pesaba Nada
Ser ligeros, no como una pluma, sino más que el aire, para que, una vez liberados de las pesadas
cadenas de la gravedad, poder elevarse libremente a gran altura sobre la tierra
y volar adonde quieras. He aquí la ilusión que atrae a muchos desde la niñez.
Pero se olvidan generalmente de que el hombre puede moverse por la superficie
de la Tierra por ser más pesado que el aire. En realidad, vivimos en el fondo
de un océano aéreo, como declaró Torricelli, y si, por cualquier causa, nos
hiciéramos de improviso mil veces más ligeros y fuéramos menos pesados que el
aire, inevitablemente tendríamos que emerger a la superficie de este océano
aéreo.
Nos ocurriría lo mismo que al húsar de Pushkin: "Me bebí todo el frasco;
puede creerlo o no, pero de repente subí como si fuera una pluma.".
Nosotros nos elevaríamos kilómetros enteros, hasta llegar por fin a una región,
en la cual la densidad del aire enrarecido sería igual a la de nuestro cuerpo.
La ilusión de vivir libres sobre las montañas y los valles, se desmoronaría
como un castillo de arena, ya que, al liberarnos de las cadenas de la gravedad,
caeríamos prisioneros de otras fuerzas, es decir, de las corrientes atmosféricas.
Una situación semejante le sirvió de tema al escritor Wells para uno de sus
cuentos de ciencia ficción.
El tema de este cuento es el siguiente: un hombre muy grueso quería, fuera como
fuera, deshacerse de su obesidad. El narrador poseía, al parecer, una receta
maravillosa, que tenía la propiedad de aligerar a las personas gruesas de su
excesivo peso. El gordinflón le pidió esta receta y comenzó a tomar la
medicina. Pasó algún tiempo y el narrador fue a ver a su amigo. Llamó a su
puerta y presenció una serie de acontecimientos tan sorprendentes e inesperados
como los siguientes:
"La puerta tardó en abrirse. oí cómo giraba la llave y después cómo la voz
de Pyecraft (que así se llamaba el gordinflón) decía:
- Entre.
Le di la vuelta al tirador de la puerta y abrí. Yo, como es natural, esperaba
ver a Pyecraft.
Fig. 71. -¡Estoy aquí, viejo! - dijo Pyecraft. |
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Pero... ¡no había nadie! El despacho estaba desordenado:
Platos, grandes y chicos, estaban mezclados con los libros y objetos de
escritorio; había varias sillas tiradas en el suelo, pero... Pyecraft no
estaba.
- ¡Estoy aquí, viejo! ¡Cierre la puerta! - dijo su voz. Y fue entonces cuando
logré encontrarlo.
Estaba en la misma cornisa, en el ángulo que había junto a la puerta, lo mismo
que si alguien lo hubiera pegado en el techo. Su cara estaba seria y reflejaba
pánico.
- Como ceda algo, Pyecraft, caerá usted y se romperá el pescuezo - dije yo.
- Y me alegraría de ello - respondió él.
- Esta gimnasia no es para un hombre de sus años y de su complexión. Pero,
¿cómo diablos está usted ahí sujeto? - le pregunté.
En este momento me di cuenta de que no estaba sujeto, sino que flotaba allí
arriba lo mismo que un globo lleno de gas. El se esforzaba por separarse del
techo y poder arrastrarse por la pared, para acercarse a mí. Se cogió al marco
de un cuadro, pero éste cedió y él volvió a volar hacia el techo. Chocó con él,
y entonces comprendí por qué tenía manchadas de cal todas las partes
sobresalientes de su cuerpo. Con gran precaución, volvió a intentar el descenso
valiéndose de la chimenea.
- Esta medicina - cuchicheó - es demasiado fuerte. He perdido el peso casi por
completo.
Todo quedó claro para mí.
- ¡Pyecraft! - le dije -. A usted lo que le hacía falta era una medicina para
adelgazar, pero como siempre hablaba de su peso... Espere usted, le ayudaré -
dije yo, y cogiendo al desdichado por una mano, tiré hacia abajo.
El empezó a danzar por la habitación, intentando afirmarse en algún sitio. ¡Era
un espectáculo curioso! Yo sentía algo así, como si quisiera sujetar una vela
en día de viento.
- Esta mesa - dijo el desgraciado Pyecraft, cansado de tanto danzar - es muy
fuerte y pesada. Si consiguiera usted meterme debajo de ella...
Lo hice así. Pero y allí debajo se tambaleaba lo mismo que un globo cautivo. No
podía estarse quieto ni un minuto.
- Una cosa es evidente - dije yo -. Usted no debe ni pensar en salir a la
calle, porque si lo hace, subirá usted cada vez más alto.
Le dije que debería adaptarse a su situación y le insinué, que no le sería
difícil acostumbrarse a andar por el techo con las manos.
- Yo no puedo dormir - se quejó él.
Le indiqué, que se le podía sujetar al sommier con un colchón blando, atar a
éste toda la ropa inferior de la cama con unas cintas y abrocharse por los
costados la manta y la sábana.
Pusimos una escalera en la habitación y todos los alimentos se los ponían
encima de un armario de la biblioteca. Descubrimos también un ingenioso
procedimiento, gracias al cual Pyecraft podía bajar al suelo cuando quisiera.
Consistió en colocar la "Enciclopedia Británica" en el anaquél superior
de un estante abierto. El gordinflón sacó al instante un par de tomos, y, con
ellos en las manos, descendió al suelo.
Pasé en su casa dos días. Barrena y martillo en mano, le construí una serie de
ingeniosos dispositivos, le tendí un cable para que pudiera alcanzar el timbre,
etc.
Yo estaba sentado junto a la chimenea, mientras él se encontraba en su rincón
preferido, al lado de la cornisa, y clavaba una alfombra turca en el techo,
cuando se me ocurrió una idea:
- ¡Eh, Pyecraft! - exclamó -. ¡Nada de esto hace falta!' ¡Ponle un forro de
plomo a tus ropas y todo está resuelto!
Pyecraft casi lloró de alegría.
- Compre usted - le dije - unas chapas de plomo y cósalas dentro del traje. Use
usted botas con suelas de plomo; lleve en la mano una maleta de plomo macizo y
¡salvado! Dejará usted de estar aquí preso; podrá ir al extranjero, viajar...
sin temor a los naufragios, ya que con quitarse parte de la ropa o toda ella,
saldrá usted volando por los aires".
Todo esto parece, a primera vista, que está en perfecto acuerdo con las leyes
físicas. Sin embargo, no podemos dejar de expresar nuestra disconformidad con
algunos detalles del cuento. La más seria de nuestras objeciones es que a pesar
de que el gordinflón perdiera todo su peso, no podría elevarse hasta el techo.
En efecto, según el principio de Arquímedes, Pyecraft únicamente podría subir
al techo, cuando el peso de toda su ropa, con lo que tuviera en los bolsillos,
fuera menor que el peso del aire que desalojara su orondo cuerpo. El peso del
aire que ocupa el cuerpo humano no es difícil de calcular, sobre todo si
recordamos que el peso de nuestro cuerpo es casi igual al de un volumen de agua
idéntico. Un hombre suele pesar alrededor de 60 kg, y, por consiguiente, el
volumen de agua correspondiente pesará aproximadamente lo mismo. Pero el aire
de densidad normal es 770 veces más ligero que el agua, es decir, que el
volumen de aire desplazado por nuestro cuerpo pesa unos 80 g. Por muy obeso que
fuera míster Pyecraft, no pesaría más de 100 kg; de donde se deduce, que
desalojaría unos 130 g como máximo. ¿Es posible que el traje, los zapatos, el
reloj, la cartera y todo lo demás que llevaba encima Pyecraft no pesara más de
130 g? Claro que pesaría más. Pero en este caso, el gordinflón tendría que
haber seguido apoyándose en el suelo de la habitación, aunque en una situación
poco estable, y no emerger hacia el techo "como un globo cautivo".
Pyecraft hubiera podido realmente volar hacia el techo si se hubiera desnudado
por completo.
Vestido parecería más bien un hombre atado a un globo saltador, el cual, con un
pequeño esfuerzo muscular o con un simple salto, se elevaría a gran altura,
sobre la superficie de la Tierra y después, si no hacía viento, volvería a
descender suavemente.
Un Reloj Eterno
En nuestro libro hemos hablado ya de varios seudo-"perpetuum mobile"
y explicado la inutilidad de los intentos de inventarlos. Tratemos ahora del
motor "gratuito", es decir, del motor que puede funcionar un tiempo
indefinido, sin necesidad de cuidados, a costa de la energía que le
proporcionan las inagotables reservas del medio ambiente.
Todos hemos visto un barómetro de mercurio o metálico. En el primero, el
extremo de una columna de mercurio unas veces sube y otras baja, de acuerdo con
las variaciones de la presión atmosférica; en el metálico, por esta misma causa
siempre está en movimiento la aguja indicadora. En el siglo XVIII, un inventor
utilizó estos movimientos del barómetro para darle cuerda a un mecanismo de
relojería, con lo cual consiguió construir un reloj que marchaba
ininterrumpidamente sin necesidad de que le dieran cuerda. El célebre mecánico
y astrónomo inglés Fergusson (en 1774) vio este interesante invento y dijo de
él lo siguiente: "Yo he visto el reloj anteriormente descrito, el cual se
pone en movimiento continuo por las elevaciones y descensos de la columna de
mercurio de un barómetro de construcción especial; no hay motivos para suponer
que se pare nunca, ya que la fuerza motriz que en él se acumula sería suficiente
para mantener la marcha del reloj durante todo un año, aun después de quitarle
el barómetro. Debo decir con toda franqueza, después de examinar detenidamente
este reloj, que es el mecanismo más ingenioso de todos los que he tenido
ocasión de ver, tanto por su concepción como por su realización".
|
Fig. 72. Estructura de un motor gratuito del siglo XVIII. |
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