Esta puede ser una pregunta tonta, pero quiero saber por qué el petróleo realmente flota en el agua. Traté de explicármelo usando el principio de Arquímedes pero eso no ayudó.
El principio de Arquímedes, ley física de la flotabilidad, establece que cualquier cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido (gas o líquido) en reposo recibe la acción de una fuerza ascendente, o de flotabilidad, cuya magnitud es igual al peso del fluido. desplazado por el cuerpo.
No entiendo cómo la ley de Arquímedes es válida en el caso del agua y el aceite, porque el agua y el aceite ni siquiera se mezclan, por lo que no hay desplazamiento del agua, por lo tanto, no se ejerce una fuerza. Entonces, ¿qué mantiene flotando sobre él sustancias como el petróleo, que son menos densas que el agua?
"... porque el aceite y el agua ni siquiera se mezclan, por lo que no hay desplazamiento de agua, por lo que no se ejerce una fuerza de flotación".
Aquí es donde estás malinterpretando. Hay un desplazamiento. La madera tampoco se mezcla con el agua, pero desplaza el agua y flota. Con aceite, hay una ligera depresión de la superficie inferior, entre el aceite y el agua, donde se produce el desplazamiento.
El agua es más pesada que el petróleo para la misma unidad de volumen debido a su mayor densidad. Debido a su mayor masa, se asienta en el nivel más bajo para tener la energía potencial más pequeña y puede hacerlo ya que el agua es fluida. Entonces, el cuerpo de agua se coloca debajo del cuerpo de aceite.
Como yo lo veo, esto sucede porque cualquier mezcla de aceite y agua es inestable. Consideremos una gota de aceite en un vaso de agua y supongamos que la gota de aceite es sólida. Flotará, con una parte sumergida. Ahora devolvamos a la parte flotante sus propiedades líquidas: se extenderá por toda la superficie del agua.
Creo que ahora podemos repetir el razonamiento para la parte sumergida, fingiendo nuevamente que es sólida, mientras que consideramos líquidos el agua y la capa flotante de aceite. Hay una fuerza de flotabilidad en la parte sumergida que lleva parte de ella por encima de la interfaz agua/petróleo.
No pensé mucho en cómo completar el razonamiento, pero bien podría ser que esto lleve a que todo el aceite forme una capa sobre el agua.
Si agita una mezcla de aceite y agua y luego se detiene, puede ver pequeñas gotas de aceite moviéndose hacia arriba a través del agua a medida que se produce la separación. Así que esto parece una flotabilidad normal. Lo mismo con las burbujas de gas.
JMac
Cosmas Zachos