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¿Por qué las placas húmedas se pegan con una fuerza relativamente alta?

Si encuentras alguna incompatibilidad con tu código o trabajo, recuerda probar siempre en un entorno de testing antes añadir el código al trabajo final.

Solución:

Esto ha resultado ser una pregunta muy interesante de hecho. Basado en todos los buenos comentarios, modificaré mi respuesta aquí. Hay (al menos) dos partes en este problema. Una es la razón por la que las placas se unen en primer lugar y la otra es el mecanismo exacto por el cual la adhesión entre ellas se rompe cuando las separas. Mi respuesta original trataba sobre lo que hace que se peguen (el mecanismo de adhesión), pero hay mucha física interesante que tiene que ver con lo que sucede cuando tiras lo suficientemente fuerte como para separar las placas. Hay una serie de experimentos simples y divertidos que se pueden hacer para aclarar lo que está pasando aquí. Primero, puede repetir el experimento con las placas sumergidas en agua para eliminar cualquier efecto que tenga que ver con la dinámica húmedo/desmojado. En segundo lugar, puede hacer el experimento en el aire pero con agua rociada con detergente para reducir en gran medida los efectos de la tensión superficial. En tercer lugar, podría realizar el experimento con placas de vidrio transparente o, mejor aún, láminas de vidrio plano y registrar lo que sucede con una cámara digital a medida que se separan. Ahora lo devuelvo al programa programado regularmente.

Cuando se apila un conjunto de placas idénticas, sus superficies superior e inferior adyacentes encajan bien con muy poco espacio entre ellas. Si tratamos de separarlos, es fácil que el aire fluya hacia el espacio y, por lo tanto, permita que crezca y que las placas se separen.

Si hay agua en ese espacio y tratamos de separarlos, suceden varias cosas: primero, tenemos que retraer la película delgada de agua en un globo en el centro de la pila de placas, y la viscosidad del agua resiste eso. deformación.

En segundo lugar, la adhesión que tienen las moléculas de agua a las superficies de las placas hace que el agua quiera permanecer en contacto con esas superficies y no volver a ser absorbida por un globo. Se necesita trabajo para eliminar la humedad de las superficies de las placas, por lo que se debe aplicar trabajo para separar las placas.

En esencia, el agua actúa como un (pésimo) pegamento, pero lo suficientemente bueno como para ilustrar varias de las propiedades de un buen pegamento: 1) tiene que desarrollar una alta viscosidad después de colocarse en un hueco, y 2) tiene para mojar completamente las superficies de la brecha antes de que su viscosidad comience a subir.

Las otras respuestas aquí ofrecen muchas explicaciones para casos generales en física, pero hay otro factor que debe considerarse en su ejemplo específico: la succión.

Si lava los platos con agua caliente, naturalmente calentará los platos en el proceso. Después de apilar las placas, el aire atrapado entre ellas absorberá parte de ese calor a medida que las placas se asienten, se expandan según la ley de los gases ideales y expulsen parte del aire hacia la atmósfera circundante.

Después de varias horas de enfriamiento, el aire atrapado entre las placas se contraerá, ejerciendo menos presión sobre las placas. En ese punto, el aire circundante tenderá a juntar las placas, de forma similar a una ventosa.

La ‘liberación’ de las dos placas es el mismo efecto que se ve al abrir un nuevo frasco de mermelada; el “chasquido” de la tapa es causado por la acción del resorte que se libera cuando el aire puede volver a presurizar el recipiente. El estado de baja presión se produce al empacar el contenido mientras está caliente y permitir que el enfriamiento “chupe” la tapa hacia abajo, formando un sello hermético que mantiene la comida fresca durante años.

En particular, esta es una teoría fácilmente comprobable: la próxima vez que laves tus platos, pásalos por agua fría por un corto tiempo antes de secarlos. Déjalos por la misma cantidad de tiempo, luego intenta separarlos. Si las placas son más fáciles de separar, entonces la succión del aire que se contrae es un factor importante. Si no lo son, entonces la succión no es un factor significativo (o las placas no se enfriaron lo suficiente).

No se pegan para todos los líquidos.

Si pusiera un líquido con un gran ángulo de humectación (como Hg que “perla” hacia arriba), las placas se separarían. Para un líquido como el agua que tiende a esparcirse sobre una placa, las fuerzas se vuelven muy grandes en separaciones pequeñas.

La fuerza depende de la tensión superficial del líquido, el ángulo de humectación en la placa, el volumen del líquido y la separación de las placas.

Esto se puede resolver a partir de la teoría capilar con el cálculo de variaciones:

Aquí hay un artículo que muestra la fuerza capilar entre dos placas en función de qué tan bien el líquido “moja” las placas: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0001616088903288

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