dijous, 29 d’agost del 2013
El 1905 va ser l'Annus Mirabilis o any dels miracles d'Einstein. Un dels seus avenços va ser la formulació matemàtica d'un fenomen ja observat al 1795 per Jan Ingenhousz en partícules de carbó en alcohol, i pel biòleg escocès Robert Brown (a qui Einstein deurà el nom del model) al 1827 en el pol·len.
Estem parlant ni més ni menys que de la física Browniana o, en específic, del moviment Brownià. El moviment Brownià és un moviment aleatori (la paraula que s'usa en el món científic és "estocàstic") observat en partícules immerses en un medi fluid (per exemple el pol·len en una gota d'aigua).
Tots sabem que els fluids estan formats, com tota la matèria, d'àtoms. En el moviment Brownià, els àtoms del fluid que conté les partícules col·lisionen contra la superfície d'aquestes i ocasionen un canvi de dirreció en el seu moviment. Com que hi ha una probabilitat aleatòria que un àtom d'alguna direcció col·lisioni amb la superfície de la partícula (estadísticament no hi ha cap direcció més probable que una altra), aquesta partícula obté una direcció també aleatòria. D'aquesta manera s'observa aquest moviment aleatori de les partícules:
Tots sabem que els fluids estan formats, com tota la matèria, d'àtoms. En el moviment Brownià, els àtoms del fluid que conté les partícules col·lisionen contra la superfície d'aquestes i ocasionen un canvi de dirreció en el seu moviment. Com que hi ha una probabilitat aleatòria que un àtom d'alguna direcció col·lisioni amb la superfície de la partícula (estadísticament no hi ha cap direcció més probable que una altra), aquesta partícula obté una direcció també aleatòria. D'aquesta manera s'observa aquest moviment aleatori de les partícules:
La temperatura és un factor que cal tenir en compte en el moviment Brownià. Ho podeu comprovar en el següent vídeo:
Al final del vídeo es pot entendre per què el tint no es queda atrapat en una gota, sinó que es barreja per tota l'aigua. A més, s'entèn que a més alta la temperatura del fluid, més es barreja el tint: les partícules de fluid es mouen més ràpid, hi ha més energia dipositada i els àtoms col·lisionen amb més força contra la superfície de les partícules del tint (encara que segueix essent aleatori).
En una entrada futura entendrem que es poden relacionar els canvis de velocitat de moviment de les partícules amb la temperatura del medi. Com a conclusió, una idea que cal copsar és que quant més alta és la temperatura del fluid, més energia hi ha dipositada en el medi i més excitades estan les partícules, i per tant, més moviment (rotacions i transl·lacions) fan les partícules.
T'ha agradat l'article?
Si us plau, ajuda'ns a difondre'l!
