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Imágenes PNG: Pompa de jabón

Una pompa de jabón o burbuja de jabón es una capa de líquido con dos películas muy finas de jabón y agua que forma una esfera hueca, y exhiben superficies iridiscentes. Normalmente las pompas de jabón o burbujas de jabón duran sólo unos segundos y luego estallan por sí solas o por contacto con otro objeto. A menudo se usan como objeto de juego para los niños, pero su uso en espectáculos artísticos demuestra que también pueden ser fascinantes para los adultos. Las pompas de jabón pueden ayudar a resolver problemas matemáticos complejos sobre el espacio, ya que siempre buscan la menor área de superficie entre puntos o aristas.

La «piel» de la burbuja consiste en una fina capa de agua atrapada entre dos capas de moléculas tensoactivas, a menudo jabón. Estos tensoactivos tienen cabezas hidrófilas y colas hidrófobas. Las cabezas hidrófilas son atraídas por la capa fina de agua y mantienen intacta a la pompa. Cuando se agitan las colas hidrófobas, la pompa estalla.

Una pompa puede existir porque la capa superficial de un líquido (normalmente agua) tiene cierta tensión superficial, lo que hace que la capa se comporte parecido a una hoja elástica. Sin embargo, una pompa hecha solo con líquido puro no es estable y se necesita un tensoactivo disuelto, como el jabón, para estabilizarla. Una equivocación común es creer que el jabón aumenta la tensión superficial del agua. En realidad, el jabón hace justo lo contrario, disminuyendo la tensión superficial hasta aproximadamente un tercio de la tensión superficial del agua pura. El jabón no refuerza las pompas, sino que las estabiliza mediante el mecanismo llamado efecto Marangoni. Al estirarse la película de jabón, la concentración de jabón disminuye, lo que hace que aumente la tensión superficial. Así, el jabón refuerza selectivamente las partes más débiles de la pompa y evita que se estiren más. Además, el jabón reduce la evaporación haciendo que las pompas duren más, aunque este efecto es relativamente pequeño.

Su forma esférica también está causada por la tensión superficial. La tensión hace que la pompa forme una esfera porque la esfera tiene la menor área superficial para un volumen dado. Esta forma puede distorsionarse visiblemente por las corrientes de aire, y por supuesto por un soplido. Sin embargo, si se deja caer una pompa en aire quieto, permanece casi esférica, más que la típica representación caricaturizada de una gota de lluvia. Cuando un cuerpo en caída ha alcanzado su velocidad terminal, la fuerza de arrastre que actúa sobre él es igual a su peso, y como el peso de una pompa es mucho más pequeño en relación a su tamaño que el de una gota de lluvia, su forma se distorsiona mucho menos. (La tensión superficial que se opone a la distorsión es similar en ambos casos: el jabón reduce la tensión superficial del agua aproximadamente hasta un tercio de la original, pero se dobla efectivamente porque la película tiene una superficie interna y otra externa).

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