Bueno, como este año no esta siendo muy común tener fiesta los Lunes, ni ningún día en general (salvo el amaño de San Alberto Magno con ese Jueves y Viernes fiesta jeje), pues me puse a estudiar QuimicaFisica!. Como era de esperar no aguante mucho antes de caer victima del sueño. Cuando recupere la consciencia, recordé que mañana vamos a hablar de la película de la Guerra de los Mundos, y comentar cosas sobre los animales con 3 patas así que me vine para para el ordenador, cargue el Spore y me puse a "diseñar" bichos con solo 3 patas, a ver que tal se movían:
Aquí están:
TRIPATA
PATOTRI E HIJOS
EINK
PATACHUNGA
En fin, la calidad no es muy buena, pero se ve como se menean "p´lante y p´tras"
Hace 2 o 3 semanas estuvimos hablando de cosas que pasarían si abandonáramos una nave espacial en medio del espacio y se comento muy por encima el tema de la temperatura del espacio y al recordar escenas de películas me entraron muchas dudas sobre su posible veracidad. Seguro que todos hemos visto películas/series que se desarrollan en el espacio, en las que ocurren este tipo de cosas. Ahora mismo me vienen a la cabeza 2 o 3 episodios de Stargate/Stargate Atlantis, en BattleStar Galactica (pedazo de serie por cierto, si alguien no la ha visto ya está tardando) y Misión a Marte… El denominador común de todas ellas es que en todas las escenas, los cuerpos que quedan “expuestos “ al vacío durante un breve periodo de tiempo se congelan o su temperatura disminuye drásticamente. Para explicarlo se basan en que la Temperatura del espacio es de 3 kelvin (que proviene de la radiación), prácticamente el 0 absoluto.
Está idea de la congelación es errónea y para demostrarlo voy a empezar definiendo lo que son la Temperatura y el Calor:
- Temperatura: Es una magnitud intensiva (no depende de la cantidad de materia) que mide la energía media que tienen los átomos y moléculas de un un cuerpo/gas. Es decir su energía de vibración, rotación, traslación… Los átomos de un cuerpo con 0 Kelvin de temperatura, estarían completamente quietos.
- Calor:Una forma de definirlo es como la cantidad de energía total que tienen los átomos y moléculas de un cuerpo. Por lo tanto, si se transfiere calor a un cuerpo, este aumenta su temperatura y viceversa.
De modo que para que un cuerpo pierda temperatura, debe ceder energía en forma de calor. ¿Y como se transmite el calor? El calor, se transmite de 3 formas diferentes:
- Conducción: Al poner 2 cuerpos en contacto, el que más Temperatura tiene, cede calor al que menos hasta que la T de ambos se iguala.
- Convección:Se produce en contacto con fluidos, por ejemplo una calefacción. El aire frío se calienta al entrar en contacto con el radiador, asciende y deja paso a más aire frío… - Radiación: Un cuerpo emite energía en forma de radiación electromagnética, nosotros lo hacemos en infrarrojos.
Una vez sabemos todo esto, vamos a abrir la puerta de nuestra nave y ver que pasaría. Nos “adentramos” en el vacío, que es nada más y nada menos que nada. A nuestro alrededor no hay materia , por tanto, no podemos perder calor por conducción, ya que no estamos en contacto con nada. Tampoco por convección, ya que no estamos inmersos en ningún fluido. Solo emitiremos calor en forma de radiación, que según wikipedia , representa el 60% de nuestra perdida de calor. De modo que no solo no nos congelaremos, sino que perderemos calor más despacio de lo que lo haríamos en la Tierra a una temperatura ambiente de 25 ºC. Es más, tendríamos que preocuparnos más de no quedar tostados, ya que si tenemos una estrella en las “proximidades” (imaginando que estemos entre la Tierra y la Luna), la radiación emitida por esta nos impactaría de lleno ya que no habría atmósfera que absorviera/reflejara parte de la misma. De hecho, los trajes espaciales son blancos y de materiales reflectantes para evitar este problema.
La verdadera preocupación que deberíamos tener al abandonar nuestra nave sería, sin duda, la falta de presión que hay en el vacío. Lo ideal sería que la descompresión no fuera muy brusca, ya que sufriríamos daños en muchas partes del cuerpo, como se ha podido observar en experimentos con animales. Nuestro cuerpo no explotaría como se observa en algunas películas de ciencia ficción (Atmósfera cero o Desafío Total), puesto que nuestro aparato circulatorio es capaz de mantener la presión. Además, es muy importante que en el momento de la descompresión no intentemos guardar una gran cantidad de aire en nuestros pulmones, cuanto menos mejor, ya que al producirse la descompresión el aire podría hacer estallas los alveolos pulmonares provocando importantes desgarros. En esta web , se explican con detalles muchos de los problemas que sufriría el organismo.
De todos modos en este tema tengo mis dudas, ya que con la boca y la nariz perfectamente cerradas, la presión en el interior de los pulmones apenas variaría ya que nuestros músculos y esqueleto no se expanden apenas y por tanto el gas no tendría que expandirse. Si no fuera así, las botellas de oxigeno, los trajes o incluso la nave también deberían sufrir este problema de la descompresión. Supongo que depende de si el cierre es hermético o no. Y aunque seamos capaces de conseguir un cierre hermético de la nariz y los labios, no hay que olvidar que nuestros oídos están conectados al sistema respiratorio y es ahí donde puede estar el problema.
Otras cosas que observaríamos en los apenas 15 segundos que aguantaríamos sin oxigeno antes caer inconscientes, sería como la saliva, el sudor y el agua de nuestros ojos empezarían a hervir y se evaporarían ya que al disminuir la presión, la temperatura de ebullición, que va directamente relacionada con está, también disminuiría y los 37 ºC de nuestro cuerpo serían suficientes para evaporarla.
En principio según los estudios realizados, podríamos vivir entre 90 y 120 segundos. En la siguiente web se puede calcular el tiempo que aguantarías practicando este deporte de riesgo:
En muchas, aunque ahora mismo no recuerdo muchas (La Guerra de las Galaxias, Perdidos en el espacio,…) , películas de ciencia ficción se pueden observar destrucciones de planetas enteros. ¿Es tan "fácil "reventar un planeta?.
Vamos a considerar que queremos volar por los aires la Tierra. La tomaremos como ejemplo porque en los planetas de las películas mencionadas hay humanos, por lo que tendrán un tamaño y una masa similar a la de nuestro querido pedrusco. Imaginemos pues que mientras lees este articulo la Estrella de la Muerte se sitúa a unos cuantos millones de kilómetros de la Tierra y abre fuego con su “superlaser”. Buscando por la red, el diámetro de la estrella de la muerte ronda los 120 Km, de modo que el del superlaser estará entre 1 y 2 Km, así que en principio nos va a dejar para empezar, un bonito cráter. ¿Pero podría hacer algo más?. Veamos primero que es un planeta o como se forman.
La mayoría de los planetas rocosos se forman a partir de los gases y polvo y otros pequeños cuerpos que orbitan alrededor de las estrellas. Por efecto de la fuerza de la gravedad, estas partículas van juntándose, aumentando a su vez la atracción gravitatoria que ejercen sobre otros cuerpos próximos, de modo que van creciendo más y más hasta alcanzar enormes tamaños . En sus primeros millones de años son bolas de fuego incandescentes y con el tiempo se van apagando y solidificando hasta llegar a ser lo que conocemos hoy en día como la Tierra, Marte, Venus… En el interior de los planetas encontramos unas presiones y temperaturas enormes. Por ejemplo, los datos de la Tierra se estiman en Temperatura = 5000 y Presión = 1.5 – 3.0 millones de atmósferas.
Al incidir sobre la corteza, el láser comenzara a fundir/vaporizar la corteza terrestre y llegaría a un punto, posiblemente antes de superar la litosfera y llegar al manto superior, en el que la propia presión sobre las capas de roca provocarían deslizamientos y estás acabarían taponando el agujero. Y si llegara a perforar hasta el manto, que podemos considerar como una especie de espeso liquido o en movimiento, el láser no podría seguir perforando el planeta ya que el magma vaporizado se repondría instantáneamente.Además, hay que tener en cuenta que toda el material vaporizado, en cuanto se alejara del haz de luz se enfriaría de nuevoy volvería a licuar/solidificar. Aun así, si consideramos que el láser es capaz de atravesar de un lado a otro a la Tierra tampoco habría ningún problema, el planeta no explotaría. A lo sumo se producirían seísmos y erupciones volcánicas. Si forzamos mas la maquina y consideramos que fuera capaz de fundir o vaporizar todo el planeta (vaya despilfarro de energía), la gravedad seguiría presente y tendríamos una bola de fuego que en cuanto dejarade recibir energía solidificaría de nuevo.
La gravedad hace también inviable esas destrucciones planetarias, como en… “Perdidos en el espacio”, en la que el planeta se hace pedazos por si solo.
Según la siguiente web en la que tratan con más profundidad el tema de la estrella de la muerte, la energía necesaria para destruir la Tierra seríade 2.2E32 julios. Serían los necesarios para que toda la masa de la Tierra consiguiera la Energía cinética suficiente para vencer a la fuerza gravitatoria y salir despedida al espacio. Para “hacerse una idea” de la energía de la que estamos hablando…
La bomba atómica de Hiroshima desprendió una energía de 15 Kt, que equivalen a aproximadamente 7x1013 Julios. Necesitaríamos 3.142.857.142.857.142.857 (3x1018)bombas atómicas para generar la misma energía. Casi nada.
Así que me temo que la estrella de la muerte se quedará sin pilas antes de empezar y Vader tendrá que conformarse con esto:
Hoy vamos a comentar algunas escenas de la “simpática “ película Superman III, de 1983. En esta nueva aventura Superman deberá enfrentarse a un nuevo y malvado multimillonario que hará uso de la tecnología más puntera para llevar a cabo sus planes para hacerse más rico y poderoso todavía. Utilizara desde satélites capaces de controlar el clima a un superordenador!.
QUE NO HACER EN UN INCENDIO EN UNA PLANTA QUIMICA
Uno de los problemas que superman debe solucionar es un incendio en una planta química en Smallvile. Al verse superados los bomberos por la magnitud del incendio y ante la inminente vaporización de un peligroso ácido, el superheroe se desplaza hasta un lago cercano, congela su superficie con su gélido aliento y lleva la placa de hielo hasta la planta. La presión con la que tiene que expulsar el aire para congelar instantáneamente tal masa de agua es ya de por si descomunal. Además, el transporte de la placa, cogiéndola por un extremo tampoco es muy realista (se debería haber partido). Una vez sobre las instalaciones, deja caer la placa de hielo, que se funde provocando una lluvia que sofoca el incendio.
Es bastante improbable que esa cantidad de agua, arrojada sin apenas presión sobre la planta surtiera el más mínimo efecto sobre el incendio. ¿O no vemos en las noticias como le cuesta a los bomberos sofocar los incendios en los bosques? ¿O que tardan días en conseguir apagar los incendios en plantas químicas con gran cantidad de medios a su alcance?. Lo más probable es que el agua que arroja superman sobre el incendio, ayude más a avivarlo que a otra cosa o que ni siquiera llegue a tocarlo, si la temperatura es muy alta. Hay que tener en cuenta que se está arrojando agua sobre un montón de compuestos químicos que en contacto con el agua pueden reaccionar violentamente provocando explosiones o vapores muy tóxicos. Es por ello que para sofocar este tipo de incendios hay que eliminar el O2 del aire próximo a la llama para evitar la combustión. Esto se puede hacer con espumas especiales (que no reaccionan con los productos químicos a tratar) o con CO2 (que se utiliza en los extintores), un gas muy poco inflamable y más denso que el aire, lo que provoca que este y por tanto el oxigeno se desplace, apagando la llama. Vamos, lo que hacemos al soplar una vela, pero a lo grande.
TORNADOS
En otra de las escenas, un satélite capaz de modificar el clima actúa sobre Colombia, provocando tormentas, vientos huracanados y un tornado que arrasa todo a su paso. En esta momento, superman llega al rescate y sin pensárselo dos veces se acerca al tornado, se mete dentro de él y… vuelo por allí, vuelo por allá, soplo por aquí y nos deja el tornado al revés!!. Es decir, el embudo de succión queda a varios kilómetros por encima de las nubes y succiona todo hacía estas.
Para ver si esto es posible, primero tenemos que saber cómo funciona o mas bien que es ese fenómeno que conocemos como tornado. Los tornados se originan en los extremos de los huracanes, donde colisionan masas de aire caliente y húmedo y aire frío y seco debido a los efectos de las fuerzas centrifuga del viento y la fuerza de succión que actúa sobre aire caliente. El aire caliente es menos denso que el aire frío, por lo que cuando colisionan las masas de aire, el caliente asciende rápidamente mediante un movimiento helicoidal, formándose un embudo relativamente estrecho (50 – 100 metros de diámetro) de aire que gira a gran velocidad (300 – 600 Km/hora). Normalmente no avanzan muy rápidamente y duran unos pocos minutos (hasta que la masa de aire caliente desaparece o se enfría lo suficiente). Que los tornados sean visibles se debe a las partículas de tierra y polvo que succionan del suelo, así como a la condensación del agua que se produce en el centro del remolino al enfriarse el aire húmedo. Por tanto, es evidente que no es posible que podamos observar nunca un tornado vuelto al revés como el de la película. Ya que el aire caliente (menos denso) tiende a subir (no a descender) en la atmósfera. Además, a esas alturas el aire ya está bastante frío y es muy difícil que podamos encontrar una masa de aire caliente como las que hay en las proximidades de la corteza y aunque este fuera el caso, una vez más, el tornado sería un tornado normal y común.
De modo que creo que superman podría haber utilizado su gélido aliento para enfriar la masa de aire caliente y evitar su ascenso para acabar con el tornado de una forma más efectiva y “realista”.
Hoy voy a comentar alguna curiosidad sobre los superpoderes de héroes/villanos y de cómo chocan con las leyes de la física. Aprovechando que estoy viendo la 3ª Temporada de la serie de Heroes, voy a comentar la supervelocidad de Daphne y el poder de congelación de Tracy.
Supervelocidad
Daphne es una joven ladrona capaz de moverse a velocidades increíbles. Bien , pues resulta que Daphne es capaz de desplazarse incluso cuando Hiro, otro superhéroe de la serie, capaz de controlar el espacio/tiempo, detiene el tiempo, lo que la convertirá en la némesis de este. Esto quiere decir que Hiro, no es capaz de detener el tiempo por completo y gracias a que Velocidad = Espacio/Tiempo, podemos estimar cual es la velocidad de esta “villana”. Para ello estimaremos cuanto es capaz de reducir Hiro el paso del tiempo…
En un episodio de la primera temporada, para demostrar sus poderes, Hiro detiene el tiempo y en 1 solo segundo fabrica 1000 grullas de papel y las cuelga por todo un restaurante, como regalo para una camarera con una memoria prodigiosa. Se trata de una antigua leyenda japonesa, según la cual, podrá pedir un deseo a una grulla tras realizar tan arduo trabajo. Puesto que el amigo Hiro puede teletransportarse, el tiempo que tarda en reunir el material es despreciable y suponiendo que es un experto en fabricar grullas de papel, pongamos que tarda 4 minutos en hacer cada una y colgarla. De modo que: 4 minutos * 1000 grullas en segundos son… 240000 "Hiro segundos" (dos días y medio de trabajo intenso)! Un segundo real son 240000 “ Hiro segundos” para Hiro cuando detiene el tiempo. Como vemos en el episodio, Daphne es capaz de desplazarse a la misma velocidad que lo hace Hiro (cuando el tiempo ha sido detenido), a unos 30 Km/hora corriendo, de modo que estamos hablando de unos 8 m/s!. Lo pasamos a velocidad real, multiplicando 8 m/s * 240000 s, tenemos que Daphne es capaz de alcanzar la increíble velocidad de 1920 Km/s (7 millones km/hora Oo). No le llega ni a la suela de los zapatos a Flash o a Superman, pero no esta nada mal para ser una novata en el mundo de los superheroes. A esa velocidad sería una verdadera antorcha humana, debido a la fricción con el aire de la atmósfera, generaría huracanes descomunales al avanzar, y le sería imposible maniobrar, entra otras cosas.
Congelación
Nuestra otra chica del día, Tracy, tiene el poder de hacer algo “cubitos de hielo” a voluntad con solo tocarlo con su cuerpo.
La Ley cero de la termodinámica , nos dice que si tenemos dos cuerpos con diferente temperatura uno de otro, y los ponemos en contacto, en un tiempo determinado, estos alcanzarán la misma temperatura. El cuerpo más caliente cederá energía en forma de calor al cuerpo más frío.
Por tanto, Tracy, o la parte de ella que toque el objeto debe de encontrarse a una temperatura inferior a este. Estamos hablando de bastantes grados bajo cero, lo que provocaría la congelación del agua de sus células y la rotura de estas (debido al aumento de volumen del agua al congelarse) y sus enzimas dejarían de funcionar. Además, la velocidad a la que se produce la transferencia de energía depende del tipo de material y no es inmediata (el proceso podría llevar horas). Eso que se ve en las peliculas que a uno le tiran nitrogeno liquido y lo dejan tieso al instante va a ser que no, que yo lo he probado en el laboratorio con gomas, lapices, boligrafos... El dedo no lo metí por si acaso, pero si nos dejan manipularlo sin mas proteccion que unos guantes de latex no creo que pase nada o será que gracias a esa hoja que firmamos inocentemente eximiendo a la facultad de toda responsabilidad si nos pasa algo, vale, jejeje.
Volviendo al temilla, otra posibilidad que se me ocurre, es que la mujer de hielo fuera capaz de consumir de alguna forma una cantidad enorme de energía mediante alguna reacción química y que por tanto absorbiera la del cuerpo que está tocando. Para ser viable biologicamente el consumo de energía debería de ser tan rápido como la velocidad a la que adsorbe calor de todo lo que toca. El efecto no podría ser dirigido, afectaría a todo su cuerpo ya que el primer sitio de donde buscaría aporte energético seria de del torrente sanguíneo.
De modo que para que este poder sea viable, tenemos que tener una forma de que el cuerpo consuma energía (recordar que esta no se crea ni se destruye, solo se transforma), anticongelante en la sangre y en las células y enzimas para cada una de las funciones vitales capaces de trabajar a bajas temperaturas!. Así que me parece que nos quedan aún muchas mutaciones para poder hacer cubitos de hielo con la mano, que pena.
