Bromera

La bromera és un element format en atrapar bosses de vapor o gas en un líquit o sòlit.^[1]^[2]^[3]

Una esponja de bany i la part superior en un got de cervesa són eixemples de bromera. En la majoria de les bromera, el volum de gas és gran, en películes primes de líquit o sòlit que separen les regions del gas. Les bromera de sabó també es coneixen com a bromera.

Les bromera sòlides poden ser de cela tancada o de cela oberta. En la bromera de cela tancada, el gas forma bojaques discretes, cada u completament rodejat pel material sòlit. En la bromera de cela oberta, les bosses de gas es conecten entre sí. Una esponja de bany és un eixemple de bromera de cela oberta: l'aigua fluïx fàcilment a través de tota l'estructura, desplaçant l'aire. Una colchoneta per a acampar és un eixemple de bromera de cela tancada: les bosses de gas estan sagellades entre sí per a que la colchoneta no absorbixca aigua.

Les bromera són eixemples de mijos dispersos. En general, el gas està present, per lo que es dividix en bombetes de gas de diferents tamanys (és dir, el material és polidisperso), separades per regions líquides que poden formar películes, més i més primes quan la fase líquida es drena de les películes del sistema. [4] Quan l'escala principal és menuda, és dir, per a una bromera molt fina, este mig dispers pot considerar-se un tipo de coloide.

El terme desbroma també pot referir-se a alguna cosa que és anàlec a la bromera, com a bromera quàntica, bromera de poliuretano (goma desbroma), bromera XPS, poliestireno, fenòlic o moltes atres bromera fabricades.

Característiques

Les bromera són com les emulsions en capes d'adsorció que rodegen la fase dispersa en abdós sistemes. No obstant, les bromera diferixen de les emulsions en dos aspectes: la fase dispersa és un gas en les bromera i un líquit en les emulsions; les bombetas de gas de les bromera són molt més grans que els glòbuls en les emulsions. Les bromera són sistemes coloidales per la primea de les capes que rodegen les bombetes de gas, estes són de dimensions coloidales o les capes tenen propietats coloidales.

La bromera que es pot observar en els oceàs i, sobretot, en trencar les onas en la costa, és l'aglomeració de bombetes que persistix durant un curt temps en la superfície del mar, agitada per causes mecànicas. La formació de la bromera marina es facilita per varis factors químics o físics: una diferència molt gran entre el aire i el aigua, la alcalinidad de l'aigua, el contingut d'esta en coloides dissolts, etc.

En Mineralogia es diu bromera de ferro al mineral d'hematita, mentres que la bromera de manganeso és un òxit de manganeso que es troba en estat terroso.

Recentment ha cobrat interés la espumación de les escorias. La espumación de la escoria està causada principalment per la generació de bombetes de gas monòxit de carbono, diòxit de carbono, vapor d'aigua, diòxit de sofre, oxigen i hidrogen en l'interior de la escoria, que es fa espumosa com si fora aigua jabonosa.

Esta bromera és normalment creada per moviments mecànics que generen la captura d'aire o algun atre gas.

Formació

Es requerixen vàries condicions per a produir bromera: deu haver treball mecànic, components en superfícies actives (surfactantes) que reduïxquen la tensió superficial, i la formació de bromera de manera més ràpida de la que es trenca. Per a produir bromera, es requerix de treball (W) per a aumentar el àrea superficial (ΔA):

W = γ Δ A

a on γ és la tensió superficial.

Una de les formes per mig de les quals es produïx bromera és per mig de dispersió, a on una gran cantitat de gas és mesclat en un líquit. Un método més específic de dispersió es basa en injectar un gas a un líquit a través d'un orifici en un sòlit. Si este procés es realisa llentament, es pot produir d'una bombeta cada volta tal com ilustra la fotografia adjunta.

Una de les teories per a determinar el temps de solsida es mostra avall; no obstant,si be esta teoria produïx informació teòrica que coincidix en les senyes experimentals, se sol acceptar que la separació per capilaridad és una explicació millor.

La força de flotació que actua elevant la bombeta, és

F_{b} = V g (ρ_{2} - ρ_{1})

a on $V$ és el volum de la bombeta, $g$ és l'acceleració de la gravetat, i ρ₁ és la densitat del gas ρ₂ és la densitat del líquit. La força que treballa contra la força boyante és la força de tensió superficial, que és

F_{s} = 2 r π γ

,

a on γ és la tensió superficial, i $r$ és el radi de l'orifici. En la mida que més aire és injectat en la bombeta, la força boyante creix més ràpit que la força de tensió superficial. Per lo tant, la solsida es produïx quan la força boyante és lo suficientment gran per a excedir a la força de la tensió superficial.

V g (ρ_{2} - ρ_{1}) > 2 r π γ

Ademés, si la bombeta és analisada com si fora una esfera de radi $R$ i volum $V$ i li la substituïx en l'equació prèvia, la solsida ocorrerà quan

R^{3} = \frac{3 r γ}{2 g (ρ_{2} - ρ_{1})}

Examinant este fenomen des del punt de vista de la capilaridad per a una bombeta que s'està formant llentament, és dable supondre que la pressió $p$ és constant en tota la bombeta. La pressió hidroestática en el líquit es denomina $p_{0}$ . La diferència de pressió en la interfase gas - líquit és igual a la pressió capilar; per lo que ,

p - p_{0} = γ (\frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}})

a on R₁ i R₂ són els radis de curvatura i són positius. En la base de la bombeta, R₃ i R₄ són els radis de curvatura i també són considerats positius. Ací la pressió hidroestática del líquit deu tindre en conte z, la distància des del punt de contacte de la bombeta. La nova pressió hidroestática en el punt de contacte de la bombeta és p₀(ρ₁ − ρ₂)z. Els balanços de la pressió hidroestática compensa la pressió per capilaridad, valent la següent equació:

p - p_{0} - (ρ_{2} - ρ_{1}) g z = γ (\frac{1}{R_{3}} + \frac{1}{R_{4}})

Finalment, la diferència entre la pressió en la part superior i l'inferior és igual al canvi de pressió hidroestática:

(ρ_{2} - ρ_{1}) g z = γ (\frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} - \frac{1}{R_{3}} - \frac{1}{R_{4}})

En el punt de contacte de la bombeta, la forma de la bombeta és pràcticament cilíndrica; per lo tant, o be R₃ o R₄ és gran mentres l'atre radi de curvatura és menut. En la mida que la zona de contacte s'allarga, es torna més inestable ya que un dels radis creix i l'atre es reduïx. En un determinat punt, la llongitut vertical del refillol de contacte supera la circumferència del refillol i a causa de les forces boyantes la bombeta es desprén i el procés comença novament.^[4]

Referències

↑ «Foam». Merriam-Webster.
↑ D. Weaire, S. Hutzler, "The Physics of Foams", Oxford University Press, 1999, ISBN 0198510977, ISBN 978-0-1985-1097-0
↑ I. Cantat, S. Cohen-Addad, F. Elias, F. Graner, R. Höhler, O. Pitois, F. Rouyer, A. Saint-Jalmes, "Foams: structure and dynamics", Oxford University Press, ed. S.J. Cox, 2013, ISBN 9780199662890
↑ Bikerman, J.J. "Formation and Structure" in Foams New York, Springer-Verlag, 1973. ch 2. sec 24–25

Este artícul conté una traducció derivada de «Espuma» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] «Foam». Merriam-Webster.

[2] D. Weaire, S. Hutzler, "The Physics of Foams", Oxford University Press, 1999, ISBN 0198510977, ISBN 978-0-1985-1097-0

[3] I. Cantat, S. Cohen-Addad, F. Elias, F. Graner, R. Höhler, O. Pitois, F. Rouyer, A. Saint-Jalmes, "Foams: structure and dynamics", Oxford University Press, ed. S.J. Cox, 2013, ISBN 9780199662890

[autogenerated1-4] Bikerman, J.J. "Formation and Structure" in Foams New York, Springer-Verlag, 1973. ch 2. sec 24–25

[1]

[2]

[3]

[4]