L'experiment més llarg del món

Aquesta entrada vull dedicar-la a la viscositat, eixa gran desconeguda entre les propietats fisicoquímiques de les substàncies 😞.

Des que comencí a fer classes d'assaigs fisicoquímics, quan arribe a la unitat on parle de la mesura de la viscositat dels fluids sempre faig la mateixa pregunta als meus alumnes: Quin és més dens, l'aigua o l'oli?

Encara que alguns dels meus alumnes, els més reflexius, responen que l'aigua és més densa que l'oli (que és la resposta correcta), una gran majoria dels alumnes responen que l'oli és més dens. Per què responen malament? Aquest error és molt freqüent i està massa estés entre la majoria de les persones: confonen la densitat i la viscositat. L'oli és menys dens que l'aigua, però és més viscós que aquesta.

La viscositat és la resistència que oposen els fluids (els líquids, però els gasos també) quan flueixen, mentre que la densitat es defineix com la relació que hi ha entre la massa d'una substància i el volum que hi ocupa.

L'oli és menys dens —l'oli d'oliva té aproximadament una densitat de 0,9104 g/cm³ a 25ºC, que vol dir que 1 g d'oli ocupa un volum d'1,1 cm³— que l'aigua (en què 1 g ocupa, més o menys, 1 cm³ a 25ºC), per la qual cosa quan mesclem aigua i oli en un recipient, l'oli flota per dalt de l'aigua.

Però si posem una gota d'oli i una altra d'aigua damunt d'una superfície inclinada i ens fixem en quin es desplaça més de pressa cap avall comprovarem que l'aigua guanya la carrera per golejada. L'explicació es troba en la viscositat: l'oli, més viscós, oposa més resistència a fluir per la superfície que l'aigua, menys viscosa, i per això descendeix més a espai. 

Si parlem de la viscositat dels líquids podem ordenar alguns dels més coneguts, atenent al seu valor creixent de la viscositat:

acetona < alcohol etílic < aigua < oli < glicerina < mel < brea (quitrà)

Ara que ja hem introduït el concepte de viscositat, podem encetar l'assumpte de què vull parlar-vos: l'experiment més llarg del món.

L'experiment Pitch Drop amb John Mainstone
i la huitena gota fluent
Imatge lliure per l'ús no comercial CC - Wikipedia Commons

Es tracta del famós experiment Pitch Drop (traduït, gota de brea) que es du realitzant a la Universitat de Queensland des de 1930 i ostenta el rècord Guinness mundial de l'experiment més llarg en funcionament. Ací teniu l'enllaç al seu lloc web:

The Pitch Drop Experiment

Allà pel 1927 al professor Thomas Parnell se li va ocórrer calfar una mostra de brea i ficar-la dins d'un embut de vidre amb l'extrem tancat. Va deixar que la brea es refredara durant tres anys i, en 1930, va tallar l'extrem de l'embut i el va deixar recolzat damunt d'un trípode.

Des d'eixe any la brea ha fluït lentament pel l'extrem de l'embut, i quan dic lentament vull dir molt lentament: perquè la primera gota necessità 8 anys per a caure, i les 5 següents necessitaren 40 anys.

Hui, 87 anys després que es tallara l'extrem de l'embut, només han caigut 9 gotes. La novena gota caigué en Abril de 2014 i s'espera que la següent caurà durant l'any 2020.

Mesos transcorreguts entre la caiguda de cadascuna de les gotes
Imatge lliure per a l'ús no comercial CC - Wikipedia Commons (Autor: Barts1a)

La brea, a temperatura ambient, sembla un sòlid dur i trencadís, que es pot trencar en trossets amb un martell. Però de fet es tracta d'un fluid que té una viscositat 100 bilions de vegades més gran que la viscositat de l'aigua (recordeu que 1 bilió és un milió de milions). Fascinant, veritat?

Ací pugueu veure un vídeo (en time-lapse, evidentment) de la caiguda de la novena gota de l'experiment Pitch Drop en l'any 2014.