Agua VS agua jabonosa

Cuando pones una gota de líquido sobre una superficie sólida, la superficie del líquido se encontrará con el sólido en un ángulo característico llamado ángulo de contacto .

El ángulo de contacto se mide a través del líquido, por lo que un ángulo de contacto alto significa que la gota tiende a formar una bola, mientras que un ángulo de contacto bajo significa que tiende a esparcirse. He etiquetado el ángulo de contacto como$\theta$. No sé cuál es el ángulo de contacto del agua en una moneda, pero supongo que es bastante alto, por lo que la gota se parecería un poco al dibujo de la izquierda.

Cuando agrega un surfactante, esto generalmente reduce el ángulo de contacto, por lo que la gota se parecerá más al dibujo de la derecha.

Ahora suponga que continúa agregando agua hasta que la gota cubre toda la moneda. El resultado será una versión ampliada del diagrama anterior:

Mantuve los ángulos de contacto igual que en el primer diagrama, y ​​debería ser inmediatamente obvio que el diagrama de ángulo de contacto inferior de la derecha no contiene tanta agua como el de la izquierda. Por eso pudiste agregar más gotas de agua pura que de agua jabonosa.

En la práctica, la diferencia no sería tan grande como sugiere mi diagrama porque el peso de la gota lo deformará. Entonces, la gota de agua pura que se muestra a la izquierda se aplastará un poco y esto reducirá su volumen. Sin embargo, incluso teniendo esto en cuenta, la caída del ángulo de contacto más alto contendrá más agua que la caída del ángulo de contacto más bajo.

La tensión superficial es la respuesta. El jabón contiene surfactante cuyo propósito es bajar la tensión. Por lo tanto, humedece mejor el centavo en lugar de formar una bola, y el tamaño de bola que se puede mantener unido es más pequeño.

Hice algunas pruebas sobre el comportamiento de gotas de agua individuales, y aquí hay una foto de esa página:

Esta es una fotografía de algunas gotas de agua ordinarias, junto con algunas gotas a las que se les ha agregado un poco de Triton X-100 . Puede ver claramente las gotas de agua como pequeñas lentes que sobresalen bastante del plástico y tienen efectos ópticos pronunciados debido a su forma fuertemente curva. Mientras tanto, las otras gotas son claramente más húmedas y se extienden sobre el plástico en una capa delgada. Tienen una forma irregular, ya que tienen menos tendencia a convertirse en una bola y se extenderán muy planos . Agregué flechas para señalar los reflejos brillantes en los bordes curvos de las gotas porque son muy difíciles de ver.