CUESTIONES -NO TAN TRIVIALES- DEL DESCONFINAMIENTO . 19 (2-6-20)

02/06/2020

Cuestión 28

¿Cómo se pueden celebrar dos veces el mismo día los festejos de Año Nuevo?

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 RESPUESTAS A CUESTIONES.18  (1-6-20)

 Cuestión 27

One ball total equilibrium (Jeff Koons, 1985)

Jeff Koons (York 1955, EUA) es el artista vivo más cotizado, en parte por sus obras y en parte por sus escándalos con la llamémosle actriz Cicciolina. Entre sus obras estáticas más conocidas figura el perrito Puppy del museo Guggenheim de Bilbao. En la foto se muestra una de sus obras, denominada One ball total equilibrium (1985) de la que existen diversas variantes.  Consiste en una pelota de básket estática en el interior de un tanque transparente por todas partes, menos por la base. Sugerir cómo se puede conseguir. No es un bloque de metacrilato sólido en cuyo centro haya la pelota, como aquellos alacranes o escarabajos pisapapeles. Es menos trivial.

 Respuesta 27

La pelota, convenientemente lastrada con agua bastante salada, flota en la interfase entre una disolución salina concentrada (mitad inferior del tanque) y agua dulce (mitad superior). No se ve la interfase porque los índices de refracción de los dos líquidos no son muy distintos, y la interfase está difuminada.

Cuando Koons tuvo la idea de la obra, fue a pedir consejo a Richard Feynman, el conocido Nobel de física por sus investigaciones en electrodinámica cuántica, y muy famoso en la sociedad  norteamericana por su explicación de la catástrofe del Challenger

La idea básica del diseño es la flotación de la pelota entre dos masas de agua de distinta densidad, lo que se logra con distinta concentración salina. El procedimiento de montaje consiste en llenar medio tanque de una disolución concentrada de sal común. Se llena la pelota de una disolución acuosa de sal común menos concentrada que la anterior, -supongo, todo eso son deducciones mías- dejando un espacio de aire dentro para mantener la pelota en posición, y finalmente se acaba de llenar el tanque de agua, de forma muy cuidadosa y lenta para evitar que la agitación de la capa superior perturbe la capa inferior y acelere el proceso de mezcla. El punto crucial es el peso de la pelota, que ha de ser suficiente para que se hunda en el líquido superior pero no se hunda en la disolución salina concentrada inferior.

Este montaje es inestable, en el sentido de que el agua superior va difundiendo hacia abajo, y la sal se va difundiendo lentamente hacia la parte superior. Al cabo de algunos meses debe vaciarse el tanque y reconstruirlo.

Más detalles y algunos cálculos propios en el enlace del blog indicado abajo.

Dimensiones: 164,5*78,1*33,7 cm. Materiales: vidrio, acero, cloruro de sodio, agua destilada, pelota de básquet. Colección de BZ y Michael Scwartz. Visto en la exposición Guggenheim Bilbao 1-7-2015.

Fuente: elaboración propia a partir de la visualización de la instalación e indicios de diferentes fuentes.

Más información:

blog SciLogs  https://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/24/posts/el-arte-cientfico-que-me-gusta-13-jeff-koons-12688

Libro Archer, Michael (2011)”Jeff Koons One Ball Total Equilibrium Tank“, Afterall Books, Londres. Trata de los aspectos artísticos de la obra, y sólo tangencialmente sobre su realización.


CUESTIONES -NO TAN TRIVIALES- DEL DESCONFINAMIENTO . 15 (28-5-20)

28/05/2020

Cuestión 24

 Un telesilla tiene 100 sillas. Estamos subiendo sentados en una de ellas. ¿Con cuántas sillas nos cruzaremos al largo de todo el recorrido de subida?  Consideramos que en los extremos de la instalación, donde giran las sillas para cambiar de dirección, no se acumulan.

 

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 RESPUESTAS A CUESTIONES.14  (27-5-20)

 Cuestión 23

Sugerir en qué unidades se miden, y a qué equivalen en unidades del Sistema Internacional, los siguientes conceptos cotidianos:

a) densidad del tráfico

b) densidad de población

c) grados alcohólicos

d) fuerza del viento

e) altura de una nota musical

f) intensidad del tráfico

g) volumen de tráfico

Respuesta 23

Cada actividad de la existencia ha generado terminología propia, y alguna de esta trminología puede coincidir con la de otro campo. El problema se manifiesta cuando, con la misma denominación, cada campo se refiere a aspectos distintos, que a su vez pueden medirse con técnicas y unidades distintas. Ello puede dar lugar a confusiones, normalmente poco problemáticas, pero que a veces pueden tener consecuencias. Por ello es conveniente, manteniendo la terminología propia de cada campo, procurar encontrar la forma de reducirla a las magnitudes y unidades consensuadas mundialmente.

  • La fuerza del viento normalmente se refiere a la intensidad con que notamos el viento, y ello depende de su velocidad. Los meteorólogos se refieren a la fuerza del viento y la miden en km/h, es decir, se refieren a una velocidad. Sus unidades son m/s o km/h.
  • los grados alcohólicos indican la cantidad de alcohol de una bebida. En Europa (excepto el Reino Unido) se indican así: 38% vol . Indica que hay 38 mililitros (mL) de alcohol etílico puro en 100 mL del producto. En este caso se trata de un destilado. Es, pues, una concentración porcentual volumétrica, y por tanto, sin unidades en el SI. En Sudamérica se suele indicar por 38ºGL, en recuerdo a Gay Lussac, científico francés que inventó un alcoholímetro para medirlo. En los EUA usan los grados proof que son la mitad de un grado alcohólico de aquí, o sea que el número de la graduación alcohólica de un licor en EUA es el doble que aquí. En el Reino Unido usan otras graduaciones.
  • La altura de una nota musical es la frecuencia fundamental con que es percibido el sonido. Dicha percepción es no sólo la frecuencia fundamental, sino su mezcla con armónicos. En todo caso, la frecuencia es el número de ciclos por segundo de la vibración, y se mide en hercios (Hz), cuyas unidades son s-1
  • La densidad de población es el número de habitantes por unidad de área. Aquí la densidad no se refiere a un volumen, como cuando se dice que la densidad del agua es 1 kg/L. Se está hablando aquí de un valor por unidad de superficie. El número de habitantes se mide en número, y las cantidades, en el Sistema Internacional, se debería medir en moles. Por tanto, la densidad de población se debería medir en moles/m2 (!).  Pero, naturalmente, un mol de personas son 6,022*1023 individuos, con lo que la densidad de un territorio de 100 habitantes por km2 sería del orden de 0,16*10-9 attomol /m2, siendo un attomol 10-18 mol, es decir, una trillonésima de mol. El mol, que es una buena unidad para contar átomos o moléculas,  no es una buena unidad para contar individuos u objetos cotidianos…
  • La densidad, la intensidad y el volumen de tráfico pueden referirse a lo mismo o no. Para indicar la cantidad total de tráfico que ha salido o entrado a una ciudad se puede hablar del volumen de tráfico, que si se refiere a vehículos totales sería una cantidad, y la unidad del SI, por llamativo que parezca, tendría que ser también el mol, citado en la respuesta anterior. La densidad de circulación se refiere más a la ocupación de las vías, y se debería referir al número de vehículos por unidad de tiempo (el caudal global de la vía o el caudal por carril), cuyas unidades serían también mol/s.  La intensidad de circulación, por lo que oigo de los comentaristas de tráfico de los medios de comunicación, es la densidad de circulación antes mencionada. Esta confusión se extiende a los paneles indicadores de circulación de las poblaciones.

Otros conceptos, más difíciles de reducir a términos matemáticos, serían el ritmo de vida (¿el número de eventos al que uno asiste por semana?), el nivel cultural (¿la cantidad de bits de información almacenados en el cerebro y su capacidad de usarlos?), el grado de aceptación (¿la cantidad de amistades que uno tiene?) o el nivel de vida (¿ la cantidad de bienes privados o públicos disponibles?). Y tantos otros conceptos parecidos. Los sociólogos, psicólogos y economistas deberían ayudarnos en las definiciones.

Fuente: propia

Más información: “Aragó dens” (en catalán) NPQ nº 442.  https://issuu.com/colquimcat/docs/npq_442

 

Indicadores de circulación. Mezclan un concepto de densidad (denso) con un concepto de estado físico (fluído). Pero puede haber fluidos densos…


CUESTIONES -NO TAN TRIVIALES- DEL DESCONFINAMIENTO . 13 (26-5-20)

26/05/2020

Cuestión 21

Lewis Carroll inventó, en la Navidad de 1877, juegos de palabras en los que proponía pasar de una palabra a otra cambiando sólo una letra en cada etapa, y manteniendo todas las palabras intermedias con sentido. Se denominaron Word Ladders.  Por ejemplo pasar de frio a calor en inglés: COLD → CO R D → C A RD → W ARD → WAR M. En muchos aspectos de la ciencia, de la lengua, de la vida, se dan situaciones que evolucionan lentamente. En estos casos la descripción matemática de la situación debe abordarse con las técnicas de la lógica difusa https://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_difusa .

La cuestión: Aplicar la técnica de los Word Ladders y la lógica difusa a

a) alguna gama de productos alimentarios que tenga diversos productos intermedios entre dos productos A y B antes totalmente distintos. Por ejemplo, de agua sin gas a zumo de fruta con gas.

b) las fases de desconfinamiento que habían de ser 0, 1, 2 y 3 y van apareciendo fases intermedias: 0,5, fronteras difusas, etc.

 

 Cuestión 22

Calcular  lim(canelónR)R—>

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RESPUESTAS A CUESTIONES.12(25-5-20)

La Luna de día. Foto de la estatua de la azotea del Paseo de Gracia 88 de Barcelona, que poca gente ve por estar al lado de la casa Milà de Gaudí. 

 

 

Cuestión 20

Contra la creencia de muchos niños y algunos mayores, la Luna sale también de día, en cualquiera de sus fases. Y cuando es luna llena, puede que se dé un eclipse de Sol.  En todo caso, se ve la porción de disco lunar blanco. Pero el resto de disco no se ve, sino el cielo azul. ¿Por qué no se ve? ¿No debería verse el trozo de disco lunar negro? ¿Por qué se ve la Luna blanca y azul?

 Respuesta 20

Porque entre nosotros y la  Luna hay aire.

 

La Luna se llama Lola, el Sol se llama José

el Sol madruga y trabaja y vuelve al anochecer.

Como llega tan rendido se retira a descansar

y cuando el Sol se ha dormido sale la Luna a rondar“.

Esta es una canción de los años 50 del siglo XX, con mil versiones de letra, pero la original es esa. Este concepto de que la  Luna sale de noche es uno de los preconceptos erróneos más extendidos, que se repite sin cesar en los cuentos infantiles.  Pero evidentemente la  Luna  sale de día también.  Si no,  no habría eclipses solares.

(Nota lingüística. se escribe en mayúscula Sol y Luna en contexto astronómico, y en minúscula en todos los demás casos)

La atmósfera terrestre se ve de día de color azul más o menos intenso, y la explicación a este hecho generó un amplísimo debate a finales del siglo XIX entre los grandes de la física, Einstein incluído. Rayleigh aportó una primera explicación en 1871, a partir de la suposición de que los distintos componentes de la luz solar son dispersados (los científicos prefieren decir esparcidos) con distintos ángulos según la longitud de onda y el tamaño de las partículas las moléculas de los gases del aire). De día llegan al suelo preponderantemente las radiaciones azul y violeta.

Por tanto, de día la atmósfera es azul y se sabe por qué. Un cuerpo celeste tiene que emitir o reflejar suficiente luz para que se vea a través de la atmósfera. El Sol es lo suficientemente potente, y la Luna también cuando le toca el la luz del sol, y la vemos blanca. La parte de Luna a la que no toca el sol es negra, no refleja radiación, pero no se ve a través de la atmósfera, y el espacio que le corresponde se percibe como azul por el aire que hay entre nosotros y la Luna, que esparce la luz solar, no en línea recta.

 Fuente: propia a partir de creencia popular

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Comentarios a la respuesta a la cuestión 19 de ayer 25/5/20

 Comentario 1

Toni: Con los datos facilitados, del resultado sugerido
19:58 27-06-34 se podría permutar el 8 y el 9 y saldría un valor
18:59 27-06-34

Efectivamente, este resultado es mejor: se ganan 59 minutos.

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Comentario 2

C.C. sugiere aplicar un pequeño programa de cálculo con Phyton, y obtiene los diez primeros valores, que son los siguientes (en formato d1 d2 mes1 mes2 a1 a2 h1 h2 min1 min2)

2706341859
2706341958
2806341759
2806341957
2906341758
2906341857
2607341859
2607341958
2807341659
2807341956

Puede verse que el primer número de la lista es el sugerido en el comentario 1. El segundo es el dado erróneamente como solución en la respuesta. Y los otros valores van apareciendo por permutaciones de las cifras poco críticas, de día d2, de mes mes2, de hora h2 y de minuto min2

Este es el miniprograma:

from datetime import datetime
from datetime import timedelta
now = datetime.now()
trobats = 0
atrobar=int(input(“Claudi, quants en vols trobar? “))
dt = now.strftime(“%d%m%y%H%M”)
print(“comptem a partir d’ara: “,dt)
while trobats < atrobar:
now = now + timedelta(minutes=1)
dt = now.strftime(“%d%m%y%H%M”)
if “0” in dt and “1” in dt and “2” in dt and “3” in dt and “4” in dt and “5” in dt and “6” in dt and “7” in dt and “8” in dt and “9” in dt:
print(dt)
trobats+=1

De mis remotísimos tiempos de programación en PL1 y FORTRAN ( GO TO 1969…) recuerdo vagamente la sintaxis. Parece que simplemente es fuerza bruta en que calcula todas las permutaciones de 10 cifras distintas, incrementando minuto a minuto (timedelta) a partir de ahora (sentencia now.strftime), y busca si satisfacen el formato deseado.

 

Gracias a ambos.

 


CUESTIONES -NO TAN TRIVIALES- DEL DESCONFINAMIENTO . 11 (23-5-20)

23/05/2020

Cuestión 19

El 26 de julio de 1998, a las 15h 43 m, un reloj digital que además de dar la hora y los minutos, también indica la fecha (día, mes y año), indicaba lo siguiente: 15:43 26 07 98. En aquel momento el reloj usaba todas las cifras sin repetir ninguna.

¿Cuándo será la primera vez que vuelva a darse esta situación, a partir de ahora?

 

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 RESPUESTAS A CUESTIONES.10  (22-5-20)

 Cuestión 17

¿Qué pasa con la temperatura si en una habitación cerrada se abre la puerta del frigorífico conectado a a corriente? ¿Se calienta o se enfría?

Respuesta 17

Se calienta.

Esta es una típica pregunta que tiene que ver con el principio de conservación de la energía. Si una habitación cerrada tiene un aparato funcionando, sea el que sea, toda la energía que “consume” el aparato la transforma, más pronto o más tarde, en energía calorífica que se desprende al ambiente, y por tnato se calienta. Ello es cierto siempre, excepto los casos en que la energía eléctrica se acumulara en forma de, por ejemplo, una batería cargándose, o una electrólisis que generara gases que se acumularan. En ambos casos, una parte de la energía pasaría a forma de calor. Por tanto, siempre se calienta el ambiente.

Cuando abrimos la puerta del refrigerador, la cantidad de aire frío de su interior sale al exterior y enfría momentáneamente algo el ambiente en el punto cercano a la puerta. Se creará una corriente de aire del ambiente que entrará al interior del frigorífico por la parte alta de la puerta , se enfriará y saldrá por la parte baja de la puerta algo más frío. Por tanto, un cierto efecto de enfriamiento se da, pero limitado al entorno frontal del frigorífico. Pero para producir este efecto, el motor del refrigerador ha de seguir funcionando, más tiempo que antes, y el serpentín de la parte trasera del frigorífico seguirá enviando calor al ambiente con más intensidad que antes. La conclusión es que se calentará la habitación.

Para que el frigorífico refrigerara la habitación, se debería poner el sistema de motor y serpentín posterior fuera de la habitación. Pero entonces ese aparato se denomina aire acondicionado…

Fuente: pregunta clásica de física. En este enlace hay alguna idea interesante: https://nergiza.com/que-ocurre-cuando-abro-la-nevera-cuanto-frio-pierde/

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Cuestión 18

Una sustancia, ¿puede estar “algo” congelada?

Respuesta 18

Sí  y no. Depende de lo que entendamos por “algo”.

 

El término “algo” puede querer decir varias cosas. Si se está congelando agua pura, al ir refrigerando por debajo de su punto de congelación (0ºC, casi independientemente de la presión) se irá congelando el agua paulatinamente. No se congela instantáneamente toda, por lo que se puede decir que al cabo de un rato se ha congelado algo de agua. Pero, en sentido estricto, el agua congelaría toda, dejada el tiempo suficiente a la temperatura inferior a 0ºC.

Si se está congelando aceite comestible, es fácil ver que al enfriar se deposita en el fondo una masa blancuzca que tiene encima aceite. Se está congelando algo de aceite, y se está congelando algo el aceite.

Un aceite, cualquier aceite, cualquier grasa, comestible o no, es una mezcla de muchísimos triglicéridos distintos pero parecidos, que la naturaleza sintetiza en las plantas o en los animales. Todas estas moléculas parecidas tienen individualmente puntos de congelación distintos, por lo que la refrigeración de una de estas mezclas provoca que unos aceites, los más fusibles, congelen -cristalicen- a  unas temperaturas, y a temperaturas inferiores cristalizan otros.  A una temperatura dada habrán congelado una parte, y otra no congelará por más tiempo que lo tengamos, y este es un comportamiento distinto al del agua. Hay todo un intervalo de temperaturas entre las cuales el aceite va congelando. Por ello no existe “el” punto de fusión o congelación de un aceite,

Visualmente se observa muy bien. Este proceso se utiliza industrialmente para separar mezclas de todo tipo, también de grasas, y se denomina cristalización fraccionada. Por cierto, no hay distinción química entre un aceite y una grasa. Uno es líquido a temperatura ambiente y el otro se comporta como sólido.

La fabricación de velas a partir de parafina sigue el mismo efecto. La parafina es una mezcla de aceites no comestibles derivados del petróleo, pero mezcla al fin.

El aceite congelado mediante nitrógeno líquido es usado en restaurantes de gastronomía molecular para prepararlo en distintas formas

Fuente: propia

Izquierda. aceite parcialmente congelado. Derecha: aceite totalmente congelado


CUESTIONES -NO TAN TRIVIALES- DEL DESCONFINAMIENTO .  10  (22-5-20)  

22/05/2020

Cuestión 17

¿Qué pasa con la temperatura si en una habitación cerrada se abre la puerta del frigorífico conectado a la corriente? ¿Se calienta o se enfría?

 

Cuestión 18

Una sustancia, ¿puede estar “algo” congelada?

 

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 RESPUESTAS A CUESTIONES. 9  (21-5-20)

 Cuestión 15.

¿Quiénes han vivido en la actualidad dos años capicúas? ¿Quiénes de los nacidos en este siglo vivirán en dos años capicúas?

Respuesta 15

Los nacidos en 1991 o antes y actualmente vivos. De los nacidos en el siglo XXI, muy pocos.

Muchos de los lectores habrán tenido la suerte de haber vivido dos años capicúas. Efectivamente, en todo el siglo XX sólo ha habido uno, el 1991. Y en todo el siglo XXI solo habrá otro, el 2002, ya vivido.  Basta con haber nacido en 1991 o antes, y no haber muerto antes de 2002. Eso nos pasa a muchos de los lectores. Qué emoción.

En cambio, para los nacidos en el siglo XXI antes o durante 2002, no volverá a haber otro año capicúa hasta el 2112. Por tanto, solo los que alcancen a vivir 110 o 111 años podrán vivir dos capicúas. Y si las expectativas de algunos científico-prospectivos se cumplen, podría llegarse a dar el caso de alguien que viviera tres años capicúas. Sería alguien nacido el 1991 que llegara a 2112, con 121 años.  No es imposible: en 1997 falleció en Francia Jeanne Calmert, a 122 años y 164 días (edad certificada oficialmente). Y la longevidad aumenta con el tiempo, al menos hasta ahora.

Fuente: propia. Datos de https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Las_100_personas_m%C3%A1s_ancianas_de_todos_los_tiempos

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Cuestión 16

Los nudos son una medida de la velocidad de una embarcación.  ¿Qué miden los nudos por hora? ¿Y los nudos-hora?

 Respuesta 16

Los nudos por hora son una aceleración. Los nudos-hora son una distancia.

El nudo es una unidad de velocidad, sorprendente en el mundo cotidiano acostumbrado a hablar de velocidad en términos de kilómetros por hora o metros por segundo. Un nudo es una milla náutica por hora, equivalente a 1,852 km/h. Es práctica en el mundo náutico porque una milla es un minuto de arco de meridiano, y es entonces fácil trasladar la velocidad a trayectorias en los mapas.

El nombre de nudo proviene del procedimiento usado para su determinación, mediante el instrumento llamado corredera. Una cuerda o cordel con un flotador, que tenía nudos a intervalos regulares, se lanzaba al mar desde la embarcación. El tronco flotaba en el punto donde se había echado -imaginando que no se movía de allí- , y se iba desenrollando la cuerda a medida que la embarcación se iba alejando. Con un reloj de arena se medía cuántos nudos  se habían desenrollado en medio minuto. Naturalmente este procedimiento da la velocidad respecto a la velocidad del agua en el punto medido, pero si hay corrientes inopinadas, la distancia recorrida puede ser muy imprecisa.

Si un nudo es una velocidad, los nudos por hora son una aceleración: son el incremento de velocidad que se da en cada unidad de tiempo. En las unidades del Sistema Internacional, m/s2 o (m/s)/s: es decir, en cuántos metros por segundo se incrementa la velocidad cada segundo.

Un nudo-hora es la distancia recorrida durante una hora por un cuerpo que viaja a un nudo de velocidad.

Aquí la nomenclatura no ayuda mucho: nudo por hora es “nudo dividido por hora”, mientras que la otra magnitud son nudos-hora, es decir, “nudos multiplicado por hora”. Es la confusión de siempre en física, en que muchos hablan de kilovatios por hora cuando realmente quieren expresar kilovatios-hora (kWh), que es una cantidad de trabajo.

Otra unidad de velocidad no oficial sin unidad de tiempo en su definición es el número Mach. Mach 1 es la velocidad del sonido, y Mach 2, 3, 4 el doble, triple, etc. Tiene este nombre en honor del físico austríaco Ernst Mach (1838-1916) La velocidad del sonido cambia con el medio. En el aire a nivel del mar es de 340 m/s, en el aire de un vuelo a 11000 m de altura es de 285 m/s, y en el vacío… en el vacío es 0.

Una corredera histórica, con su reloj de arena


CUESTIONES -NO TAN TRIVIALES- DEL DESCONFINAMIENTO . 6 (18-5-20)

18/05/2020

Cuestión 10.

Se sabe, de datos anteriores, que una determinada enfermedad afecta al 5% de la población. La detección se realiza con una tècnica que falla un 5% de los casos, dando falsos positivos o falsos negativos. Una persona se somete a la prueba y le da positivo. ¿Cuál es la probabilidad de que tenga realmente la enfermedad? ¿Del 95%? ¿Entre 95 y 75%? ¿Entre 75 y 50%? ¿Menor del 50%?

 

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RESPUESTAS A CUESTIONES. 5  (16-5-20)

 

Cuestión 9

Voy a comprar un helado al supermercado. Llego al congelador vertical, con la vista selecciono mi producto, abro la puerta y tomo el helado. En este momento el cristal de la puerta se ha empañado. Cierro la puerta y el cristal sigue empañado. Me voy.

Cuando he llegado el cristal no estaba empañado. ¿Quién o qué devuelve la visibilidad al cristal de la puerta?

Respuesta 9

El vidrio de la puerta se empaña al abrirla, pero no antes. Ello indica que la humedad ambiental no condensa sobre la puerta por fuera, porque de lo contrario ya estaría empañada desde el principio. Se empaña la puerta por dentro, porque la humedad del aire ambiente entra al frigorífico, se encuentra una superficie muy fría (unos -15ºC) y se condensa como escarcha en la superficie (situación A de la figura).

Tomamos el helado, y al cerrar la puerta vemos que el vidrio está empañado por dentro. ¿Quién lo desempaña?  No es un operario del supermercado con un trapo, porque sería inútil su trabajo. Si nos quedamos un par de minutos observando la puerta, veremos que se va desempañando por sí sola, siempre que nadie vuelva a abrir la puerta.

La causa es que, en el ambiente muy frío del congelador, la humedad de la puerta interior- en forma de escarcha- sublima. Pasa de sólido a vapor de agua, directamente sin pasar por agua líquida. Este vapor de agua que se forma en estas condiciones condensa como escarcha también en la parte interior trasera del congelador, que es el punto más frío (-24ºC), y el cristal interior de la puerta del congelador queda nuevamente transparente (situación B de la figura).

Todo eso también pasa en casa al abrir la puerta del congelador, pero sin cristal que se empañe.

Fuente: propia

Más información: “Tortilla quemada” Claudi Mans, capítulo 10

 


CUESTIONES -NO TAN TRIVIALES- DEL DESCONFINAMIENTO . 5 (16-5-20)

16/05/2020

Cuestión 9

Voy a comprar un helado al supermercado. Llego al congelador  vertical, con la vista selecciono mi producto, abro la puerta y tomo el helado. En este momento el cristal de la puerta se ha empañado. Cierro la puerta y el cristal sigue empañado. Me voy.

 

Cuando yo he llegado el cristal no estaba empañado. ¿Quién o qué devuelve la visibilidad al cristal de la puerta?

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 RESPUESTAS A CUESTIONES. 4   (15-5-20)

Cuestión  7

Hago tres tortillas con tres huevos iguales usando el mismo plato.  ¿Cual será la más pequeña y cuál la mayor?

Respuesta 7

La tortilla más pequeña es la primera, y las otras dos serán iguales. Se está suponiendo que en el plato queda la misma cantidad de huevo que no va a parar a la sartén en los tres casos. La cantidad de huevo que queda en el plato al final es lo que le falta a la primera tortilla.

Fuente: propia.

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Cuestión 8

Este es un texto tomado del libro “Entretenimientos matemáticos, físicos, químicos, etc” de N. Estévanez (1894).”Se puede pesar el humo. Nada más fácil. Tómese un leño u otro combustible; se pesa antes de quemarlo y después se quema. Una vez que haya ardido hasta consumirse todo, se pesa la ceniza. La diferencia entre el peso del leño y el de la ceniza nos dirá el peso del humo

¿Qué error hay en el procedimiento indicado?

Respuesta 8

El autor del texto da a entender que el leño se transforma en ceniza y humo.  El peso de la ceniza será el de las sustancias no combustibles del tronco, y las sustancias fruto de la reacción de combustión, típicamente carbonatos de los metales de las estructuras celulares del tronco, especialmente carbonato sódico y potásico. Pero el autor no tiene en cuenta que la combustión tiene lugar porque la materia orgánica quema gracias al oxígeno del aire. Por tanto, con el humo se irá vapor de agua de las células del leño, y dióxido de carbono y más vapor de agua, fruto de la combustión de la materia orgánica del leño. El humo pesará mucho más que la diferencia entre el peso del leño no quemado y las cenizas, porque habría que sumarle el peso de todo el oxígeno empleado en la combustión.

Para ver la magnitud del error, imaginemos la combustión de 1 kg de azúcar, que quema sin dar ceniza . La reacción de combustión es

C12H22O11 + 12O2 –>12 CO2 +11H2O  Haciendo cuatro números elementales se observa que la combustión de 1000 g de azúcar requiere 1173 g de oxígeno, y el producto de la combustión es 1543 g de CO2 y 578 g de agua. Por tanto, de 1 kg de producto inicial se obtienen más de 2,12 kg de “humos” (en este caso, vapores, porque no se verían).Según el texto de Estévanez, al no haber ceniza final, el peso de los humos debería ser simplemente de 1 kg. Se equivoca en más del 100%.

La combustión del azúcar es la reacción básica del experimento clásico de la Serpiente del Faraón, que puede encontrarse en mil formas y variantes por la red. La combustión de azúcar en presencia de bicarbonato de sodio descompone a éste en dióxido de carbono, carbonato de sodio y partículas de carbono, dando el resultado de la fotografía. Ahí sí hay cenizas y humo…

Fuente: propia, a partir del libro de Estévanez.

La serpiente del Faraón, hecha con azúcar y bicarbonato de sodio.


CUESTIONES -NO TAN TRIVIALES- DEL DESCONFINAMIENTO. 4 (15-5-20)

15/05/2020

Cuestión 7

Hago tres tortillas con tres huevos iguales usando el mismo plato.  ¿Cual será la más pequeña y cuál la mayor?

 

Cuestión 8

Este es un texto tomado del libro “Entretenimientos matemáticos, físicos, químicos, etc” de N. Estévanez (1894).”Se puede pesar el humo. Nada más fácil. Tómese un leño u otro combustible; se pesa antes de quemarlo y después se quema. Una vez que haya ardido hasta consumirse todo, se pesa la ceniza. La diferencia entre el peso del leño y el de la ceniza nos dirá el peso del humo

¿Qué errores hay en el procedimiento indicado?

 

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RESPUESTAS A CUESTIONES. 3  (14-5-20)

 Cuestión 5

¿Por qué un espejo invierte de derecha a izquierda pero no de abajo arriba?

 Respuesta 5

Un espejo no invierte la imagen, ni de derecha a izquierda ni de arriba a abajo. Se limita a reflejar el objeto que tiene delante. Es la interpretación del observador el que atribuye al espejo la inversión derecha-izquierda, por imaginar que el sujeto reflejado es el mismo que está a este lado del espejo. La simetría del cuerpo humano ayuda a esta ilusión. El primer capítulo de “A través del espejo“, de Lewis Carroll, hace pasar a Alicia al otro lado del espejo, y es muy instructivo analizar todo lo que le pasa allí, desde el punto de vista de simetrías, etc. La imagen adjunta de John Tenniel muestra a Alicia antes y después de cruzar. Obsérvese que cruza sin cambiar su simetría, como si cruzara una puerta. Carroll no hace mucho hincapié en este punto, pero hace sufrir a Alicia muchas situaciones “de espejo”: acciones que pasan en contra del tiempo, caminos en que para ir adelante se han de seguir hacia atrás, etc. La novela no es coherente, y en cada capítulo Carroll cambia las reglas a su gusto y sin avisar. Maravillosamente caótica.

 Fuente: acertijo popular

Más información: https://alicies.wordpress.com/ Blog sobre Alícia y Carroll, en catalán, con 397 entradas ya.

 

El paso de Alicia por el espejo, de John Tenniel

Cuestión  6

El hombre invisible es ciego. Indicar por qué

Respuesta 6

Para que el hombre invisible tuviera visión -suponiendo que su fisiología fuera parecida a la nuestra, excepto en la transparencia del cuerpo- debería poder captar alguna imagen en algún punto de su ojo, que no podría ser transparente. Es decir, su retina debería  ser como la nuestra, y por tanto, opaca. Del hombre invisible se verían pues, sus dos retinas. Si es del todo invisible es que ni las retinas tiene opacas, y por tanto será ciego.

H.G.Wells, creador de ese personaje (1897), no habla de este problema, ni tampoco las películas sobre el personaje, incluyendo “El hombre sin sombra” (2000) de Paul Verhoeven, con efectos especiales fantásticos y una trama nefasta.

 

Fuente: Esta cuestión fue planteada por primera vez por el escritor ruso Yakov I.Perelman en su libro   Physics Can Be Fun (1913)

 


Feynman. “There is plenty…”

23/11/2018

CAT:  un breu conte fictici sobre com hauria pogut anar un episodi de la vida de Feynman que s’ha fet famós.Aquí: [+] 

ESP: un breve cuento ficticio sobre cómo habría podido ocurrir un episodio de la vida de Feynman que se ha hecho famoso. Aquí: [+]

 


ELS PLATS DE CORTES ISLAND I LES CAMISES DE MUMBAI

07/09/2017

Ja fa força anys -2003- vaig escriure un article que després va ser un capítol del llibre “La truita cremada“. L’article es deia “A contracorrent“, i un dels seus apartats era “Les camises de Mumbai“. Pots consultar-lo aquí [+]

Ves per on, l’he reviscut aquest estiu.

Cortes Island es una isla de mil habitants permanents -a l’estiu tres mil- situada força al nord de Vancouver (Columbia Britànica, Canadà), i allà vaig passar-hi uns dies, a una propietat –Channel Rock– d’una branca de la meva família americana. És una possessió molt gran, amb bosc, jardí i diverses casetes independents de disseny molt acurat, per fer-hi activitats formatives o estades relaxades. Realment cal tenir capacitat de relax, perquè per arribar-hi des de San Francisco -on viu la família- cal agafar dos avions, llogar un cotxe, agafar dos ferris, fer uns quilòmetres per carretera i pista, i vint minuts de camí a peu creuant el bosc pel camí de la Caputxeta, amb llops i tot. Alternativament, un taxi-barca que et deixa a una platja rocosa sense embarcador. No s’hi arriba d’altra manera.

Van fer les cases a un indret on hi havia viscut molts anys l’escriptora, periodista i conservacionista canadenca Gilean Douglas [+]. En morir ella el 1993, la fundació que havia creat va fer-se càrrec de la propietat, va construir-hi noves casetes i va modernitzar una mica tot plegat. No hi havia -ni hi ha- wifi, ni gairebé cobertura de telèfon, i poca aigua corrent, que ve d’un torrent proper i de la que només és tractada una fracció. Ara hi ha plaques fotovoltaiques per la llum i els refrigeradors, però els lavabos segueixen sent pous secs sense aigua. Tot, seguint les directrius de la fundadora, austera i espartana, però que tenia servei domèstic…

Hi poden viure fins a trenta persones entre els diferents espais, que solen fer l’àpat principal -el sopar- de forma colectiva. I cal després rentar els plats, cosa que fan els mateixos estadants. Un dels principis del lloc és estalviar aigua, i per a això tenen cinc palanganes, una al costat de ‘altra, plenes amb aigua, i la primera amb sabó. Primer es netegen els plats de les restes orgàniques, que serviran per fer compost. I passen a la primera palangana amb sabó -naturalment ecològic i derivat de plantes-, on es renten de forma convencional. Els plats sabonosos passen a una segona palangana, on hi ha inicialment aigua neta, i s’esbaldeixen. Hi ha tres palanganes més, també amb aigua neta a l’inici. A mida que li passen plats la primera palangana d’aigua d’esbaldir va quedant sabonosa, i la tercera palangana d’aigua inicialment neta es va tornant també sabonosa, i així fins a la cinquena. Al final de la cadena hi ha una primera palangana amb sabó i aigua totalment bruta, quatre palanganes de més a menys sabonoses, i els plats nets al final. Els plats que en surten es poden eixugar sense gaire recança i considerar-los nets, que ho estan.

Es podria anar esbaldint els plats sota l’aixeta, però probablement es consumiria més aigua que la necessària per omplir totes les palanganes. Caldria calcular-ho. Pel que vaig veure dels dies que em va tocar a mi rentar plats, no calen cinc palanganes: amb quatre, i a vegades amb tres n’hi hauria hagut prou, depenent del què s’hagi menjat.

I què hi té a veure tot això amb les camises de Mumbai? A Mumbai hi ha uns grans rentadors municipals a l’aire lliure -el Dhobi Ghat-, on van a parar totes les robes brutes dels hotels de la ciutat i també roba de particulars, amb un sistema d’identificació complex. Com que també hi ha penúria d’aigua, el procediment de rentatge consisteix en rentar la roba bruta amb aigua no del tot neta, sinó aigua sabonosa que ja ha rentat roba anteriorment però que encara no és del tot bruta. I la roba així rentada. parcialment neta, es passa a uns altres safareigs on hi ha aigua no del tot neta però prou neta com per rentar la roba parcialment neta del safareig anterior. I així successivament. El procediment s’assembla al dels plats, però amb una diferència: els plats es mouen però l’aigua es queda a les palanganes, i en canvi a Mumbai es mou la roba d’un safareig a l’altre, i també mouen l’aigua a mida que es va embrutant.

Els rentadors públics de Mumbai


El procés de Mumbai és un procés en contracorrent típic de les indústries: es mouen un sòlid i un fluid en contacte, o dos fluids per canonades juxtaposades, en sentits contraris. Aquests procediments permeten transferir la calor d’un fluid a un altre de la forma més eficaç possible, i, en processos industrials més complexos d’analitzar aquí, es pot procedir a destil•lacions més eficaces, o processos d’extracció amb el mínim consum de dissolvent extractor, com és el cas del rentatge, de camises o de plats.

Refredant arròs: cinc porcions d’arròs i cinc d’aigua


Que el procediment és més eficaç des del punt de vista de l’estalvi es pot veure amb quatre números que es poden consultar a l’article original. Vaig agafar com a exemple el procediment de refredar arròs bullit. Imaginem que tens 1 kg d’arròs bullit a 100ºC i 1 kg d’aigua a 0ºC per refredar l’arròs. Si simplement els barreges acabes tenint 2 kg de barreja a 50ºC aproximadament. Però si divideixes l’arròs i l’aigua en porcions pots millorar-ho molt: si fas dos mitjos quilos d’aigua i primer barreges l’arròs amb mig quilo d’aigua i després amb el següent mig quilo, acabaras tenint l’arròs a 44,4ºC i l’aigua a 55,6ºC, millor que abans, perquè tu el que vols fer és refredar l’arròs. I si fessis el mateix procés, ara amb dos mitjos quilos d’aigua i dos mitjos quilos d’arròs, amb les combinacions adequades arribaries al final a que l’arròs el tindries a 37,5ª i l’aigua a 62,5ºC. I amb deu porcions de cada arribes a arròs a 17,6ºC i aigua a 82,4ºC. En el límit, pots imaginar que si dividíssim l’arròs i l’aigua en infinites porcions, al final podries arribar a tenir l’arròs a 0ºC i l’aigua a 100ºC… a costa d’un temps infinit i infinites operacions de barreja, naturalment. A la figura adjunta es mostra el procés quan dividim l’arròs en 5 porcions de 0,2 kg cadascuna, i li fem passar successivament cinc porcions d’aigua 0,2 kg cadascuna. Es pot anar veient l’evolució de les temperatures respectives.

Tot plegat, el que mostra és que l’optimització de l’estalvi d’energia o d’aigua és factible, però requereix modificar els processos clàssics, normalment amb més inversions. Però cal anar-hi progressivament.

Pensa-hi cada vegada que refredes l’arròs bullit…