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¿El agua se vuelve dura cuando está fría? Qué es la viscosidad y por qué el frío la aumenta

Category: Naturaleza

La miel fría es espesa y no gotea fácilmente. ¿Por qué la miel fría se vuelve espesa? ¿Por qué ocurre esto si no está congelada? En este artículo exploramos el secreto detrás de este fenómeno curioso.

1. Por qué el agua fría o la miel parecen «duras»: es viscosidad, no dureza

El hielo es duro porque está congelado. El agua congelada (hielo) es, ciertamente, dura. Sin embargo, la sensación de que el agua fría o la miel están «duras» es un fenómeno diferente a la congelación. La explicación de esta resistencia es una magnitud física llamada «viscosidad».

Lo que realmente ocurre es que la «pegajosidad» (la dificultad para fluir) aumenta. En el lenguaje científico, llamamos a esta pegajosidad «viscosidad». Cuanto mayor es la viscosidad de un líquido, más difícil es que fluya libremente. Por lo tanto, cuando decimos que algo frío parece duro, en realidad estamos describiendo un líquido con alta viscosidad. [1]

2. Cómo el frío frena las partículas del agua y la miel y aumenta su viscosidad

El agua y la miel están formadas por muchas partículas muy pequeñas (moléculas) que no podemos ver. Cuando están calientes, estas partículas se mueven enérgicamente y se deslizan fácilmente unas sobre otras. Por eso, los líquidos fluyen libremente. [1]

Por el contrario, cuando hace frío, el movimiento de las partículas se vuelve lento. Esto hace que la fuerza de atracción entre las partículas (fuerza intermolecular) tenga un efecto más fuerte. Como resultado, las partículas tienden a unirse más entre sí, lo que dificulta el flujo. En otras palabras, la viscosidad aumenta porque las moléculas se unen más unas a otras.

3. Un experimento con miel del refrigerador para ver la viscosidad

Si observamos la miel, podemos ver claramente este efecto. La miel que ha estado en el refrigerador no gotea fácilmente, incluso si inclinamos el frasco. Sin embargo, si la calentamos con agua tibia, comienza a fluir libremente. [1]

La miel es, por naturaleza, un alimento con una viscosidad mucho más alta que la del agua. Esta viscosidad cambia drásticamente con la temperatura. Por eso, la diferencia en cómo fluye la miel fría frente a la miel caliente es tan notable. Su viscosidad aumenta.

4. Jean Poiseuille y la ley sobre el flujo de la sangre en tubos finos

En la Francia del siglo XIX, un médico llamado Jean Poiseuille investigaba cómo fluye la sangre a través de tubos finos. [2] A partir de sus estudios, en 1840 se derivó una ecuación que relaciona la cantidad de líquido que fluye a través de un tubo fino con su viscosidad. [2]

Es importante mencionar que el alemán Gotthilf Hagen también descubrió la misma relación de forma independiente en 1839. Hoy en día, esta ecuación se conoce como la «Ley de Hagen-Poiseuille». [2] [4]

5. Por qué la viscosidad importa en el aceite del motor de los autos

La viscosidad no solo afecta a la miel; también es crucial para los vehículos. El aceite del motor de los autos tiene normas de viscosidad específicas. Es posible que hayas visto códigos como «0W-20» en las etiquetas de los envases. [3]

Estas normas fueron establecidas por la SAE (Sociedad de Ingenieros de Automoción de EE. UU.). El número «0W» indica la fluidez a bajas temperaturas, mientras que el «20» representa el grado de viscosidad a altas temperaturas. [3] Elegir un aceite que fluya correctamente incluso cuando hace frío es vital para proteger el motor.

6. Cómo investigar la viscosidad en casa con miel o jarabe mizuame

Si te ha dado curiosidad, puedes observar las diferencias de viscosidad usando miel o jarabe japonés de almidón (mizuame) que tengas en casa. [1]

Un experimento sencillo para hoy es comparar la miel que ha estado en el refrigerador con la miel a temperatura ambiente. Usa una cuchara para recogerla y observa la diferencia en la velocidad a la que gotea. También puedes con un adulto, observar desde lejos la etiqueta de un envase cerrado de aceite para motor para buscar números como «0W-20». [3]

Para recordar lo aprendido, te recomendamos anotar una sola palabra que te haya llamado la atención. Por ejemplo: «¿Qué más descubrió Poiseuille?». Esa simple pregunta puede ser el punto de partida para futuras investigaciones. [2]

Fuentes

  1. Notas técnicas de mecánica «Lista de viscosidad y viscosidad cinemática del agua». https://tec-note.com/322 (Explicación sobre los valores de viscosidad del agua a diferentes temperaturas (0°C, 20°C, 100°C, etc.).)
  2. Wikipedia «Jean Poiseuille». https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A3%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%83%9D%E3%82%A2%E3%82%BA%E3%82%A4%E3%83%A6 (Explicación sobre sus estudios del flujo sanguíneo y la Ley de Hagen-Poiseuille de 1840.)
  3. Unilopal LUBRIFIANTS «Sobre la viscosidad SAE». https://unilopal.jp/2024/08/sae/ (Explicación sobre la norma de viscosidad SAE para aceites de motor (ej. significado de 0W-20).)
  4. Wikipedia «Flujo de Hagen-Poiseuille». https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8F%E3%83%BC%E3%82%B2%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%83%9D%E3%82%A2%E3%82%BA%E3%82%A4%E3%83%A6%E6%B5%81%E3%82%8C (Explicación sobre cómo Gotthilf Hagen descubrió independientemente la misma relación en 1839.)