Es habitual en la física encontrar con que una teoría que se sabe que no es acertada, explica y predice fenómenos que ocurren en la naturaleza. Hoy quiero ilustrar una de esas curiosidades, y dado que ya puedo poner ecuaciones pues se lo explico y estoy seguro que ustedes lo entenderán.
Hace poco les expuse la ecuación de estado de los gases ideales:
Recordarán que el término presión viene descrito por p, el término volumen por V, la temperatura por T, el número de moles por n, y R corresponde a la constante de los gases ideales.
El fenómeno de la Osmosis fue descubierto en una universidad española por un francés, J. A. Nollet en 1747. Descubrió que usando una vejiga de animal como medio separador de agua y alcohol, el agua fluía curiosamente a través de la pared de la vejiga hacia el alcohol. No pudiendo dar ninguna explicación al fenómeno, y dado que no valoró la importancia del mismo, Nollet dejó escapar la ocasión de llevarse méritos. Fue un siglo después cuando dos físicos y quimicos, Van’t Hoff y Josia Willard Gibbs, explicaron y establecieron una explicación para la ósmosis. Voy a intentar explicarla.
Imaginen que tienen dos recipientes entre los cuales hay un conducto bloqueado por una membrana semipermeable. En uno de los recipientes vertemos agua con sacarosa y en el otro algo de agua. Al cabo de un tiempo observaremos que la membrana porosa deja pasar únicamente el agua hasta alcanzarse una posición de equilibrio. Les pongo un dibujo para que ustedes entiendan mejor el experimento.
Una vez descrito lo que es la ósmosis, pasemos a la explicación dada por Van’t Hoff. Como se puede observar el agua alcanza misteriosamente un equilibrio. Van’t Hoff supuso que esto se debería a que las partículas de agua son capaces de pasar a través de la membrana tanto desde un lado como desde el otro, y que el equilibrio establecido que supone un desnivel de alturas solo puede deberse a la existencia de un fenómeno mecánico que frena el paso de las partículas de agua. Dicho fenómeno mecánico se asoció con una presión y fue llamado presión osmótica. Se denomina presión osmótica a la presión que contrarresta y frena el flujo de disolvente puro a través de la membrana hacia la zona de la disolución.
¿Cómo calcular la presión osmótica? Mediante la ecuación general de la hidrostática calculamos la presión sobre el fondo ejercida en cada vaso y su diferencia será la presión osmótica.
El caso es que se observa que la presión osmótica depende de la concentración de soluto en el agua, también se observa que depende de la temperatura, y experimentalmente (para casos no muy concentrados de soluto) se comprueba que sigue esta ecuación:
Esta ecuación fue bautizada como ley de Van`t Hoff para la osmosis, y se ha comprobado experimentalmente para muchas disoluciones no concentradas. Constituye una ecuación de estado termodinámica del fenómeno. Pero lo más importante, parece corroborar comparándola con la del gas ideal, que la osmosis se rige por principios equivalentes a los gases. Uno se podría aquí creer que estamos ante una maravilla natural, una ecuación que describe el comportamiento de los gases y la osmosis.
A pesar de que la teoría predice muy bien el fenómeno, el concepto de presión osmótica en realidad es falso. En primer lugar el fenómeno solo se pone de manifiesto cuando la disolución está en contacto con el disolvente a través de una membrana semipermeable. En segundo lugar, si la presión osmótica es la presión que hay que ejercer sobre la disolución para mantener su disolvente (agua) en equilibrio con el disolvente puro a través de la membrana, no tiene sentido hablar de la presión osmótica de la disolución en el mismo sentido que tiene la presión en los gases.
Actualmente se considera que la osmosis es un fenómeno de transporte que se engendra por un gradiente de concentración, y la causa no reside en ninguna presión. El disolvente en estado puro tiene más moléculas de agua que se mueven a gran velocidad que la disolución. Estas moléculas consiguen eficazmente traspasar la membrana y pasarse al otro lado. A medida que uno de los lados gana altura, aumenta su presión en el fondo, y esto hace que aparezcan moléculas de agua moviéndose más deprisa. Cuando igual cantidad de moléculas rápidas en un lado que en el otro, se produce el equilibrio porque traspasa la membrana igual número de moléculas rápidas de disolvente de un lado como del otro, por el flujo neto de agua a través de la membrana es nulo.
Aunque es falsa la hipótesis de presión osmótica, a día de hoy se sigue usando. Por ejemplo gracias a este dato se conoce que para desalar el agua del mar es necesario aplicar una presión mínima de 25 atmósferas. La presión ejercida en las desaladoras en cambio es mayor para conseguir que el proceso no sea lento sino más rápido. Por otra parte, este fenómeno es importante en fisiología celular. Si se coloca una célula en agua pura esta se hincha hasta romperse, si se coloca una célula en una disolución concentrada en sales, esta se arruga y se contrae, aparecen los fenómenos de turgencia y plasmólisis. Tengan en cuenta que debido a la "presión osmótica", beber agua pura o concentrada en sal es mortal al destruir las células del aparato digestivo.
Háganse una idea de como hipótesis que sabemos incorrectas explican fenómenos reales e importantes incluso para nuestra vida. Y como aun siendo incorrecta, su sencillez nos permite estimar muy bien los cálculos para realizar procesos de desalación por osmosis inversa.
Fuente: Curso de Termodinámica. Aguilar Peris
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Creo que algo parecido esta ocurriendo con la materia obscura del universo pues no tenemos acceso a ella.
En ambientes esotéricos he oido la teoría que además de los tres estados conocidos de la materia pueden existir cuatro estados más sutiles que el gaseoso, la estructura de esta materia nos es desconocida y extraña a nuestros sentidos.
Esta 'materia obscura' podria asociarse al elemento pseudocientifico llamado Eter, que parece demostrarse que juega un papel fundamental en la expansión del universo.
hola bueno les falta mucho mas informacion esta bien pero es un poco confusa ok beuno bye
Es que el neopositivismo ha llegado a un extremo donde ya no se entra en si existe verdaderamente o no aquello de lo que hablamos.
Renunciamos a pronunciarnos sobre la existencia real o no de las cosas. Aunque eso a la mente le cuesta, ya que queremos darle sentido a las cosas.
Recientemente pasa lo mismo con la teoría de cuerdas, que algunos califican de suposición filosófica ya que son tan pequeñas que son indemostrables.
Interesante contestación. Algo parecido a lo que has escrito lo leí hace tiempo, creo que en agosto del 2007 en otro sitio que no me acuerdo, hablando sobre la causalidad fuera del universo.
En las Ciencias Físicas muchas veces se han introducido conceptos heurísticos que son útiles para construir modelos pero cuya realidad es más que discutible y que muchas veces ha dependido del éxito de las teorías que los utilizan para ser considerados más o menos reales, como por ejemplo el concepto de fuerza newtoniano, el concepto de campo o el concepto de éter. (Los críticos de Newton decían que las fuerzas eran meros entes metafísicos, lo que realmente existe y se observa son las aceleraciones de los cuerpos. De hecho, las formulaciones de la Mecánica posteriores a Newton, como las de Lagrange, Hamilton, Poisson,…, mucho más abstractas pero mucho más potentes, pueden prescindir perfectamente del concepto de fuerza en su formulación, basándose en otros conceptos, como son la energía y la acción). Algunos de estos conceptos heurísticos, introducidos de manera análoga, han terminado convirtiéndose en conceptos bastante reales, como les ha pasado al concepto de átomo o al de energía.<...
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