dimarts, 27 de maig de 2008

Les anomalies de l'aigua (2)

Punts d'ebullició i solidificació



Celsius es va basar, sense saber-ho, en dues propietats anòmales de l'aigua per crear una unitat útil per al mesurament de la temperatura. Va inventar el termòmetre de mercuri partint dels valors de les temperatures d'ebullició i de congelació de l'aigua. A les temperatures d'ebullició i de fusió els va donar, arbitràriament, els valors de 100 ºC i 0 ºC respectivament, i va dividir l'interval entre els dos valors en cent parts iguals, cada unes de les quals va passar a ser la unitat de mesurament de temperatura d'un grau centígrad o grau Celsius. Si es compara la molècula d'aigua amb altres composts de dimensions semblants, el punt d'ebullició de l'aigua hauria d'estar situat a uns 93 ºC. Estudiant els punts d'ebullició dels hidrurs del grup de l'oxigen s'observa que aquesta temperatura varia de forma regular des de l'hidrur de sofre fins a l'hidrur de tel·luri, sent de nou l'aigua una distant excepció, com es pot observar al gràfic adjunt.

Si es fa una extrapolació de la corba formada pels punts d'ebullició de la resta dels hidrurs del grup de l'oxigen, el punt d'ebullició de l'aigua hauria de ser de -80 ºC o, el que és el mateix, 80 ºC sota zero. La diferència entre el valor esperat i el valor observat és de 180 ºC. Seguint raonaments semblants la temperatura de congelació de l'aigua hauria de ser de 100 ºC, just en el seu punt d'ebullició real, mentre que l'aigua es converteix en sòlid a 0 ºC, 100 ºC per sota del seu punt esperat. Gràcies a aquestes singularitats és possible trobar al nostre planeta l'aigua en els seus tres estats físics i no només en forma de vapor. Esperem que això sigui així durant molt temps, conservant els gels perpetus que hi ha al planeta Terra. El Canvi Climàtic ja comença a causar estralls fonent cada any noves masses d'aigües gelades.

dimarts, 6 de maig de 2008

Les anomalies de l'aigua (1)

(Per fi ja torno a tenir ADSL, després d'una setmana. Coses de "Telefònica". Per a celebrar-ho penjaré un interessant tema però per capítols per que si no seria massa llarg potser.)





Precisament ara que estem passant una sequera important a Catalunya m'agradaria explicar les anomalies fisicoquímiques que presenta l'aigua i que curiosament li donen les característiques que la fan tant important per a la vida al nostre planeta:

Una de les grans idees globalitzadores en la història de les ciències va ser la classificació completa de tots els elements químics en una taula que els interrelacionés segons les seves propietats fisicoquímiques i abandonar la pobra agrupació parcial d'elements amb propietats semblants en famílies. La idea, la llei natural que va servir de guia per a la classificació, va ser intuïda per l'anglès Newlands, l'alemany Meyer i abans que res i independentment, pel rus Dimitri Ivanovich Mendeleiev, que el 1868, sense conèixer els treballs d’en Newlands, va arribar a deduir la Llei periòdica que segueixen els elements químics: "Col·locats els elements en ordre creixent de nombre atòmic, les propietats varien periòdicament" i va poder així ordenar-los a la Taula Periòdica dels Elements.
Aquesta variació gradual de les propietats en relació amb la disposició dels elements químics a la taula periòdica no solament és aplicable als elements, sinó que també es pot aplicar als composts moleculars semblants que formen els elements de cada un dels grups; d'aquesta manera, per exemple, el grup on es troba l'oxigen (O), que està format -en ordre creixent de nombre atòmic- pel sofre (S), el seleni (Se), el tel·luri (Te) i el poloni (Po), pot formar els hidrurs corresponents: H2O, H2S, H2Se, H2Te, H2Po. Totes aquestes substàncies en condicions normals, són gasos d'olor nauseabunda i tòxica,... excepte l’aigua!. Els punts d'ebullició d'aquests composts, si es prescindeix de l'aigua, creixen en fer-ho el nombre atòmic. L'aigua, com a compost, es desvia del comportament esperat que li correspondria segons la taula periòdica. És obvi que ens trobem davant d'una excepció, que no tindria més importància si no fos perquè precisament totes aquestes propietats de l'aigua, que difereixen de les esperades, tenen especial importància per a la vida al nostre planeta.
Si es compara l'aigua amb els hidrurs de la resta dels elements del grup de l'oxigen, es pot apreciar clarament que l'aigua, en condicions normals no és ni un gas, ni té olor nauseabunda, ni és tòxica, sinó al contrari, és imprescindible per als organismes vius.

(en posts successius aprofundiré en aquestes propietats "anòmales")




divendres, 25 d’abril de 2008

L'autèntica "Guerra de les Galàxies"























No fa pas tant temps, però de fet ja fa 18 anys que la ESA (Agencia Espacial Europea) junt amb la NASA van posar en òrbita al voltant de la Terra el telescopi espacial Hubble, en una òrbita a 569 km d'alçada, concretament el 24 d'abril de 1990 i per a commemorar-ho la NASA i la ESA han penjat a internet 59 fantàstiques fotos fetes pel Hubble, durant un any, d'autèntiques guerres de galàxies, ja que són imatges de col·lisions entre galàxies. La col·lecció de fotos es pot veure a la web oficial del Hubble i té cert interès per la temàtica de les fotos i per la seva espectacularitat.
(Credits de la imatge: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)























El motiu per posar un telescopi en orbita fou per a superar tots els inconvenients dels telescopis que són arran de terra, que tenen que travessar tota l'atmosfera i això els dificulta la visió. Les previsions inicials donaven una vida útil al telescopi d'uns quants anys que penso que ja han estat superats amb escreix gràcies a unes quantes reparacions en òrbita, després d'alguns problemes. Actualment se'l vol fer durar com a mínim fins el 2013, que s'espera que pugui ser substituït pel un nou telescopi anomenat James Webb. Segurament és i ha estat un dels artefactes humans llençats a l'espai que més quantitat i qualitat d'informació ha aportat per a veure que ens queda molt per saber de l'Univers. En un possible futur bloc potser hi aprofundiré, però de moment gaudim de les imatges de les col·lisions galàctiques.

dijous, 24 d’abril de 2008

La cara oculta de la Lluna




La Lluna és l'únic satèl·lit natural del nostre planeta, la qual cosa vol dir que gira en una òrbita estable al voltant de la Terra i curiosament sempre ens mostra la mateixa cara. Des del nostre planeta ens és impossible poder observar l'hemisferi lunar que queda a l'altre costat, l'hemisferi que mira cap a l'espai exterior. Els humans no vàrem aconseguir veure la cara oculta del nostre satèl·lit fins que, el 10 d'octubre de 1959, la sonda automàtica soviètica Lluna 3 va fer fotografies d'aquest hemisferi, i no seria fins el 24 de desembre de 1969 en que va poder ser observada directament pels ulls d'un humà. Els tres astronautes de l'Apollo VIII van ser els primers en orbitar la Lluna i poder observar amb els seus propis ulls "la cara oculta de la Lluna". No s'ha de confondre "la cara oculta de la Lluna" amb “la cara fosca de la Lluna”, que no deixaria de ser l'hemisferi que queda fosc a la llum del sol, variant de Lluna plena a Lluna nova i viceversa en un període de 28 dies, segons el cicle lunar. I ens preguntarem que per quina raó ens mostra sempre la mateixa cara? Si pensàvem que era una curiosa casualitat hem de deixar de creure-ho, ja que l'explicació és de pura física; la Lluna, a través dels milions d'anys que viu orbitant la Terra ha anat sincronitzant la seva pròpia rotació fins a arribar al seu estat mes estable i de mínima energia. Igual com la Lluna provoca marees als nostres mars i oceans la força gravitatòria del nostre planeta també provoca "marees" a la Lluna, però la Lluna no té aigua i no es pot observar fàcilment encara que en les seves estructures sòlides o fluides també s'apliquen les mateixes forces de manera que les forces de fricció dels sòlids que s'oposen a aquests vaivens de "marees" provocats per la força gravitatòria terrestre ha provocat després de milions d'anys que la Lluna hagi frenat el seu període de rotació fins a sincronitzar-lo completament amb el de translació al voltant de la Terra, és a dir la Lluna tarda el mateix en fer una volta completa a la Terra (translació) que el que tarda a fer una volta sobre si mateixa (rotació). És segur que milions d'anys enrere la Lluna tingués un període de rotació més curt (que rotés més ràpid) però va anar frenant el seu moviment rotatori a causa d'aquestes friccions fins i tot arribar al seu estat actual mes estable i sense frenat ja que en la seva situació actual ha arribat al seu estat mes estable de rotació. El mateix li passa a Mercuri (el planeta mes proper al Sol) respecte a la seva translació al voltant de l'astre rei, però Mercuri encara es troba en aquella fase de frenada que encara pot durar milers o milions d'anys.

dimecres, 23 d’abril de 2008

La facilitat dels humans per a reconèixer cares
















Si ens fixem, pels carrers dels nostres pobles i ciutats, és fàcil de reconèixer en els nombrosos cotxes que es fabriquen, que hi ha certa semblança a una cara humana; fars (ulls), entrada d’aire frontal (boca), retrovisors (orelles), etc... i si ja hem sigut capaços de entreveure aquestes cares, inclús és fàcil i divertit observar (per la seva expressió “facial”) automòbils seriosos, alegres, simpàtics, enigmàtics, tristos, guapos, lletjos,... És molt provable que tot això estigui ja estudiat pels propis fabricants de cotxes i sàpiguen també com influeix a la manera de vendre aquests mateixos automòbils al competitiu mercat de l’automoció. Quants cops s’han humanitzat el automòbils en dibuixos animats i pel·lícules d’animació, com en el cas de la pel·lícula “Cars”, on curiosament, els fars no son els ulls!, encara que s’ha resolt d’una manera també factible. Però no ens desviem del tema. És curiosa aquesta facilitat dels humans per a reconèixer cares, inclús allà on no hi són.

L’any 1976 la sonda Viking 1 va enviar fotos de la superfície marciana i en concret de la regió de Cydonia (una planícia plena d’altiplans i roques) on a un astrònom de la Nasa anomenat Tobias Owen li va semblar curiós reconèixer en una planuria en concret un accident geogràfic que semblava una cara humana. La Nasa va enviar aquesta curiosa informació a la premsa el 31 de juliol de 1976. No va faltar els qui van voler veure en aquest fet una mostra de que havia existit alguna civilització d’humanoides a Mart. Anys després i gràcies a moltes altres fotografies de la mateixa zona preses per sondes espacials com la Mars Global Surveyor al 1997 o d’altres demostraren que la cara de 1976 fou solament una cara que va arribar a reconèixer un humà (Tobias Owen) entre milers de fotos, gràcies a que la il·luminació d’aquell dia donà unes ombres que assimilaven aquella imatge a una cara humana. És una realitat estudiada pels científics que una de les habilitats dels bebès humans i possiblement també dels primats és una facilitat especial per a reconèixer cares i expressions facials. La primera imatge recognoscible que veu un bebè és possiblement la cara de la seva mare. D’aquesta manera es molt important per a ell la referència constant d’aquesta cara, i el seu medi de comunicació es en un principi molt visual, les expressions de la seva mare o en en tot cas del seu vetllador o vetlladora són vitals per a la maduració comunicativa del seu cervell. Les cares son els patrons preferits pels nostres cervells, per això som capaços de veure-les per tot arreu. Qui no ha reconegut cares en roques, terres de casa, núvols,… Hi ha una llista inacabable de casos coneguts d’aparences humanes reconegudes a la orografia, en roques i penyals escampats per tota la geografia mundial, per tots els països i cultures. És una cosa comuna a tota la nostra espècie. Som uns “animals” especialment experts en el reconeixement facial fins el punt de que és a través de les expressions facials que comuniquem (a vegades sense voler-ho) els nostres sentiments, emocions i desigs més profunds.