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Simulating Gas–Liquid−Water Partitioning and Fluid Properties of Petroleum under Pressure
Implications for Deep-Sea Blowouts


With the expansion of offshore petroleum extraction, validated models are needed to simulate the behaviors of petroleum compounds released in deep (>100 m) waters.

We present a thermodynamic model of the densities, viscosities, and gas–liquid−water partitioning of petroleum mixtures with varying pressure, temperature, and composition based on the Peng–Robinson equation-of-state and the modified Henry’s law (Krychevsky−Kasarnovsky equation). The model is applied to Macondo reservoir fluid released during the Deepwater Horizon disaster, represented with 279–280 pseudocomponents, including 131–132 individual compounds. We define >n-C8 pseudocomponents based on comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC × GC) measurements, which enable the modeling of aqueous partitioning for n-C8 to n-C26 fractions not quantified individually. Thermodynamic model predictions are tested against available laboratory data on petroleum liquid densities, gas/liquid volume fractions, and liquid viscosities. We find that the emitted petroleum mixture was ∼29–44% gas and ∼56–71% liquid, after cooling to local conditions near the broken Macondo riser stub (∼153 atm and 4.3 °C). High pressure conditions dramatically favor the aqueous dissolution of C1−C4 hydrocarbons and also influence the buoyancies of bubbles and droplets. Additionally, the simulated densities of emitted petroleum fluids affect previous estimates of the volumetric flow rate of dead oil from the emission source.

Simulating Gas–Liquid−Water Partitioning and Fluid Properties of Petroleum under Pressure: Implications for Deep-Sea Blowouts
Jonas Gros, Christopher M. Reddy, Robert K. Nelson, Scott A. Socolofsky, and J. Samuel Arey Environmental Science & Technology Article ASAP
DOI: 10.1021/acs.est.5b04617

Fuente: ACS Publications

Casa Batlló Gaudí Barcelona

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La Casa Batlló es un edificio obra del arquitecto Antoni Gaudí, máximo representante del modernismo catalán. Se trata de una remodelación integral de un edificio previamente existente en el solar, obra de Emilio Sala Cortés. Está situado en el número 43 del Paseo de Gracia de Barcelona, la ancha avenida que atraviesa el distrito del Ensanche (Eixample), en la llamada Manzana de la discordia, porque alberga además de este edificio otras obras de arquitectos modernistas: la casa Amatller, que colinda con la de Gaudí, obra de Josep Puig i Cadafalch; la Casa Lleó Morera, obra de Lluís Domènech i Montaner; la Casa Mulleras, de Enric Sagnier i Villavecchia; y la Casa Josefina Bonet, de Marcel·lià Coquillat. La construcción se realizó entre los años 1904 y 1906.

La Casa Batlló es un reflejo de la plenitud artística de Gaudí: pertenece a su etapa naturalista (primera década del siglo XX), periodo en que el arquitecto perfecciona su estilo personal, inspirándose en las formas orgánicas de la naturaleza, para lo que puso en práctica toda una serie de nuevas soluciones estructurales originadas en los profundos análisis efectuados por Gaudí de la geometría reglada. A ello añade el artista catalán una gran libertad creativa y una imaginativa creación ornamental: partiendo de cierto barroquismo sus obras adquieren gran riqueza estructural, de formas y volúmenes desprovistos de rigidez racionalista o de cualquier premisa clásica

Fuente: Casa Batlló

Ecuación de Schrödinger Mecánica Cuántica

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La ecuación de Schrödinger, desarrollada por el físico austríaco Erwin Schrödinger en 1925, describe la evolución temporal de una partícula subatómica masiva de naturaleza ondulatoria y no relativista. Es de importancia central en la teoría de la mecánica cuántica, donde representa para las partículas microscópicas un papel análogo a la segunda ley de Newton en la mecánica clásica.

La forma de la ecuación de Schrödinger depende de la situación física. La forma más general es la ecuación dependiente del tiempo, la cual describe un sistema que evoluciona con el tiempo:


donde i es la unidad imaginaria, ħ es la constante de Planck dividida por 2π, el símbolo ∂/∂t indica una derivada parcial con respecto al tiempo t, Ψ (la letra griega psi) es la función de onda del sistema cuántico, y Ĥ es el operador Hamiltoniano (el cual caracteriza la energía total de cualquier función de onda dada y tiene diferentes formas que dependen de la situación).

El ejemplo más famoso es la ecuación de Schrödinger no relativista para una partícula simple moviéndose en un campo eléctrico (pero no en un campo magnético; ver la ecuación de Pauli):


donde μ es la "masa reducida" de la partícula, V es su energía potencial, ∇2 es el Laplaciano (un operador diferencial), y Ψ es la función de onda (más precisamente, en este contexto, se la denomina "función de onda posición-espacio"). Es decir, significa que la "energía total es igual a la energía cinética más la energía potencial".

Según los operadores diferenciales que se utilizan, se observa que es una ecuación diferencial en derivadas parciales lineal. También es un caso de una ecuación de difusión, pero no como la ecuación del calor, ya que también es una ecuación de onda dada por unidad imaginaria presente en el término de transitorio.

El término "ecuación de Schrödinger" puede referirse a la ecuación general (la primera de arriba), o la versión específica no relativista (la segunda y sus variantes). La ecuación general se usa en toda la mecánica cuántica, desde la ecuación de Dirac hasta la teoría de campos cuánticos, mediante la utilización de esxpresiones complicadas para el Hamiltoniano. La versión no relativista específica es una aproximación simplificada a la realidad, la cual tiene bastante precisión en muchas situaciones, pero muy imprecisa en muchas otras (ver mecánica cuántica relativista y teoría cuántica de campos relativista).

Para aplicar la ecuación de Schrödinger, se utiliza para el sistema el operador Hamiltoniano, tomado en cuenta las energías cinética y potencial de las partículas que constotuyen el sistema, y luego insertadas en la ecuación de Schrödinger. La ecuación en derivadas parciales resultante se resuelve para la función de onda, la cual contiene información acerca del sistema.

Las partículas microscópicas incluyen a las partículas elementales, tales como electrones, así como sistemas de partículas, tales como núcleos atómicos.

Una función de onda que satisface la ecuación no relativista de Schrödinger con V = 0. Es decir, corresponde a una partícula viajando libremente a través del espacio libre. Este gráfico es la parte real de la función de onda.

Cada una de las tres filas es una función de onda que satisfacen la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo para un oscilador armónico cuántico. A la izquierda: La parte real (azul) y la parte imaginaria (rojo) de la función de onda. A la derecha: La distribución de probabilidad de hallar una partícula con esta función de onda en una posición determinada. Las dos filas de arriba son ejemplos de estados estacionarios, que corresponden a ondas estacionarias. La fila de abajo es un ejemplo de un estado que no es estacionario. La columna de la derecha ilustra porque el estado puede llamarse "estacionario".



Fuente texto: Wikipedia
Fuente video: Physics Videos by Eugene Khutoryansky

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Compuesto QuímicoPropiedades
KClApariencia: blanco cristalino
Fórmula molecular: KCl
Densidad: 1987 kg/m3; 1.987 g/cm3
Masa molar: 74,55 g/mol
Punto de fusión: 1049 K (776 °C)
Punto de ebullición: 1770 K (1497 °C)
Estructura cristalina: Cúbica centrada en las caras
Solubilidad: 34,4 g/100 cm3 en agua - 0,4 g/100 cm3 en etanol
Pb(NO3)2Apariencia: Sólido blanco inodoro
Fórmula molecular: Pb(NO3)2
Densidad: 4530 kg/m3; 4,53 g/cm3
Masa molar: 331,2 g/mol
Punto de fusión: 563 K (290 °C)
Estructura cristalina: Sistema cristalino cúbico
Solubilidad en agua: 52 g/100 ml (20 °C)
BaCl2Apariencia: Sólido Blanco
Fórmula molecular: BaCl2
Densidad: 3856 kg/m3; 3,856 g/cm3
Masa molar: 208,23 g/mol
Punto de fusión: 1235 K (962 °C)
Punto de ebullición: 1833 K (1560 °C)
Estructura cristalina: Ortogonal
Solubilidad en agua: 35,8 g/100 mL (20 °C)
CuSO4Apariencia: Pentahidratado: Cristales azules
Anhidro: Polvo blanco grisáceo
Fórmula molecular: CuSO4
Densidad: 3603 kg/m3; 3,603 g/cm3
Masa molar: 159,6 g/mol
Punto de fusión: 383 K (110 °C)
Punto de ebullición: 923 K (650 °C)
Estructura cristalina: triclínico
Solubilidad en agua: 20,3 g/100 ml (20 °C)
H3BO3Apariencia: Blanco cristalino
Fórmula molecular: H3BO3
Densidad: 1435 kg/m3; 1,435 g/cm3
Masa molar: 61,83 g/mol
Punto de fusión: 442 K (169 °C)
Punto de ebullición: 573 K (300 °C)
NaClApariencia: Incoloro, aunque parece blanco si son cristales finos o pulverizados.
Fórmula molecular: NaCl
Densidad: 2165 kg/m3; 2,165 g/cm3
Masa molar: 58,4 g/mol
Punto de fusión: 1074 K (801 °C)
Punto de ebullición: 1738 K (1465 °C)
Estructura cristalina: f.c.c.
Solubilidad en agua: 35,9 g por 100 mL de agua
SrCl2Apariencia: polvo blanco o como un sólido cristalino incoloro y no tiene olor o aroma
Fórmula molecular: SrCl2
Densidad: 3,052 g/cm3 (sal forma monoclínica anhidra) - 2,672 g/cm3 (sal dihidratada) - 1,930 g/cm3 (sal hexahidratada)
Masa molar: 158.53 g/mol (sal anhidra) - 266,62 g/mol (sal hexahidratada)
Punto de fusión: 874 °C (1,605 °F; 1,147 K) (anhidra) - 61 °C (sal hexahidratada)
Punto de ebullición: 1,250 °C (2,280 °F; 1,520 ºK) (sal anhidra)
Estructura cristalina: rutilo deformada
Solubilidad en agua: 53.8 g/100 mL (20 °C, sal anhidra) - 106 g/100 mL (0 °C), 206 g/100 mL (40 °C) sal hexahidratada
LiClApariencia: sólido blanco cristalino, higroscópico
Fórmula molecular: LiCl
Densidad: 2068 kg/m3; 2,068 g/cm3
Masa molar: 42,39 g/mol
Punto de fusión: 605–614 °C (1121–1137 °F; 878–887 K)
Punto de ebullición: 1382 °C (2520 °F; 1655 K)
Estructura cristalina: geometría coordinada
Solubilidad en agua: 68,29 g/100 mL (0 °C) - 74,48 g/100 mL (10 °C) - 84,25 g/100 mL (25 °C) - 88,7 g/100 mL (40 °C) - 123,44 g/100 mL (100 °C)

Líquido de Espín Cuántico Nuevo estado de la materia


Distinguir entre sólido, líquido, gas y plasma es necesario para aprobar la secundaria, pero la lista de estados de la materia no se acaba ahí. Existe un selecto grupo de estados alternativos que hemos podido reproducir en el laboratorio —y que hoy tiene nuevo miembro: el líquido de espín cuántico.

Se predijo hace 40 años, pero ahora un equipo internacional de científicos ha conseguido la primera prueba directa de su existencia. Este misterioso estado desordenado se esconde en determinados materiales magnéticos y hace que los electrones (hasta hace poco considerados bloques indivisibles) se separen en piezas más pequeñas. A diferencia de otros estados, el líquido de espín cuántico mantiene su tejido desordenado incluso a temperaturas bajas.

Los investigadores (físicos de la Universidad de Cambridge, entre otras instituciones) han podido detectar las “huellas” de este nuevo estado de la materia, conocidas como fermiones de Majorana, en un material de dos dimensiones con una estructura similar al grafeno. Los científicos pudieron observar el patrón de ondas que buscaban usando técnicas de dispersión de neutrones sobre cristales de cloruro de rutenio (RuCl3). Sus resultados experimentales, publicados en la revista Nature Materials, encajan con uno de los principales modelos teóricos de este estado de la materia, el “modelo Kitaev”.

En un material magnético convencional, los electrones se comportan como pequeños imanes: si el material se enfría, los “imanes” se ordenan solos de modo que todos los polos magnéticos apunten en la misma dirección. Un material magnético que contiene un líquido de espín cuántico, en cambio, mantiene su estructura (una “maraña de espines causada por fluctuaciones cuánticas”) aunque se enfríe hasta el cero absoluto.

“Es un nuevo estado cuántico de la materia, que había sido predicho pero que no habíamos visto antes”, explica el doctor Johannes Knolle, coautor del estudio. Observar una de las propiedades más intrigantes de la materia, la división del electrón en fracciones, es un descubrimiento prometedor para la computación cuántica: en un futuro podremos los fermiones de Majorana resultantes para construir ordenadores más rápidos, capaces de realizar cálculos que serían imposibles con los transistores actuales.

Fuente: Gizmodo | Universidad de Cambridge