Física

Respuestas a las preguntas del fin de semana

1.- En las bicicletas, los rayos están montados tangencialmente, mientras que en las carretas están montados radialmente. ¿Por qué?

Los rayos de las carretas sólo deben soportar una fuerza radial, la que ejerce sobre ellos el eje. En cambio, los rayos de las bicicletas, además de esa fuerza radial deben soportar una fuerza tangencial: la que ejerce, a través del eje, la cadena de la bicicleta, naturalmente en la rueda trasera, motriz.

2.- En el interior de un recipiente herméticamente cerrado (a presión normal) colocamos dos vasos iguales. En uno de ellos ponemos agua hasta la mitad y en el otro, también hasta la mitad, echamos agua en la que previamente hemos disuelto una gran cantidad de sal (cloruro sódico). Si al cabo de un tiempo abrimos el recipiente ¿Qué cambios observaremos? (Para observarlo a simple vista han de pasar 2 o 3 meses)

Lo que sucederá al cabo del tiempo es que el vaso con agua sola se vacía y el que contiene agua con mucha sal se llena con el agua del otro vaso. Esto se debe a que el vaso de agua sin sal se evapora antes por que la sal retrasa ese fenómeno…además en un ambiente cerrado el agua salada tiende a absorber la humedad presente, por lo que el agua del primer vaso pasa al segundo.

3.- Si colocamos dos latas de una bebida carbonatada una al lado de la otra y las dejamos rodar por una superficie inclinada, llegan al final de forma simultánea.

Sin embargo, si antes de que comiencen a rodar agitamos vigorosamente una de ellas ya no sucede lo mismo.¿Cuál llegará antes? ¿Por qué?

Al realizar la experiencia se comprueba que la lata agitada se retrasa.  Es un hecho comprobado que al agitar la lata no aumenta la presión en su interior.  Al agitar se forman burbujas en el interior del líquido. Las burbujas formadas entre la superficie del líquido y la lata consiguen que el líquido gire con la lata, facilitando la transferencia de energía cinética de rotación al líquido.  Si la lata agitada tiene más energía cinética de rotación, tendrá menos de translación : llegará más tarde.

4.- ¿Cómo es posible que mediante una explosión de dinamita se pueda apagar un incendio en un pozo de petróleo? ¿Por qué el agua apaga el fuego?

El incendio en el pozo se apaga por la falta de oxígeno para continuar la combustión, ésto es debido a que el oxígeno, que es necesario para la combustión es desplazado por la gran cantidad de gases producidos de manera muy rápida por la explosión. En el caso del agua el fenómeno que ocurre es la disminución de la cantidad de calor necesaria para continuar la combustión, ya que al entrar en contacto con el fuego, el agua se evapora y este fenómeno consume una gran cantidad de energía, la cual toma del objeto que en ese momento se esta quemando por lo que al no poder ceder mas calor termina por extinguirse el fuego.

 

Las bolas sumergibles

Después
de unos días de ausencia, por motivos laborales (Evaluaciones, examenes,...)
volvemos a nuestro mundo virtual con una nueva práctica, relacionada con los
fluidos y el comportamiento de los sólidos dentro de ellos. Simplemente vamos a
contemplar el movimiento de ascenso y descenso de unas
bolitas de naftalina en el seno de un líquido.

Material necesario:

Vaso de precipitados o recipiente, Lija,
Agitador, Espátula, Naftalina en bolitas, Vinagre, Bicarbonato sódico, Agua destilada.

Se examinan, en primer lugar, las bolas de
naftalina: si éstas fueran demasiado lisas al tacto se lijan un poco para que
sean algo ásperas. A continuación, se prepara una mezcla de agua y
vinagre. Se añaden unas cucharaditas de bicarbonato sódico, se agita la mezcla
y se vierten las bolas de naftalina.

Las bolas caerán inicialmente al fondo del vaso pero
al cabo de un tiempo ascenderán a la superficie del líquido para volver a caer
y así sucesivamente.

¿Qué es lo que
sucede?

Al reaccionar el vinagre con el bicarbonato se forma
dióxido de carbono gaseoso, cuyas burbujas dan un aspecto efervescente al
líquido. Esas burbujas se adhieren a la superficie de las bolitas y –haciendo
el papel de flotadores- provocan su ascenso. Cuando llegan  a la
superficie, las burbujas pasan al aire y las bolitas –desprovistas ya de sus
flotadores de anhídrido carbónico- vuelven a caer hasta que nuevamente sean
rodeadas por otras burbujas.

Es una visión simpática y curiosa de un movimiento
aparentemente sin explicación. La duración del proceso depende, lógicamente, de
las cantidades que hayamos utilizado de los reactivos vinagre y bicarbonato
sódico.

El Diablillo de Descartes

Ya que hemos hablado un poco de mecánica de fluidos, es decir, del comportamiento de los fluidos como los líquidos o los gases (ver experiencia anterior). Vamos a ver otro divertido experimento que iliustra un poco nuestros conocimientos sobre el tema. Es el llamado "Ludión" o "Diablillo de Descartes".

Se cree que fue obra de Descartes. El nombre "Ludión" se debe a que su propósito era eminentemente lúdico. En una botella llena de agua, se encontraba sumergido un diablillo que se movía según se presionase más o menos la botella.

 

Material necesario

Una botella de plástico transparente de aproximadamente 1,5 litros. Si es posible con tapón de rosca.(Por ej. una de refresco)

Una carcasa de bolígrafo que sea transparente.

Pequeños trozos de un material denso que se puedan introducir en el interior de la carcasa del bolígrafo. Por ejemplo : trozos de alambre, clips, perdigones, etc.

 

Construcción

Si el bolígrafo tiene un agujero lateral, se tapa con cinta adhesiva.

Se llena la botella con agua

Se pone el material denso en el interior del bolígrafo, de tal manera que quede flotando, prácticamente sumergido, una vez tapado el agujero superior.

El agujero interior no debe quedar completamente tapado.

Se cierra la botella.

 

Cuando se presiona la botella lo suficiente, se observa como el bolígrafo desciende hasta llegar al fondo. Al disminuir la presión ejercida, el bolígrafo asciende de nuevo.

 

¿Qué es lo que pasa?

Al presionar la botella se puede observar como disminuye el volumen de aire contenido en el interior del bolígrafo.

 

Al dejar de presionar, el aire recupera su volumen original. Esto es consecuencia del principio de Pascal : Un aumento de presión en un punto cualquiera de un fluido encerrado se transmite a todos los puntos del mismo.

 

Antes de presionar la botella, el bolígrafo flota debido a que su peso queda contrarrestado por la fuerza de empuje ejercida por el agua. La disminución del volumen del aire en el interior del bolígrafo, lleva consigo una reducción de la fuerza de empuje ejercida por el agua. Esto es una consecuencia del principio de Arquímedes : Todo cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical ascendente que es igual al peso del fluido desalojado.

 

Sencillo, ¿verdad?: dos principios en un sólo experimento. Pascal y Arquímedes caminando de la misma mano. Aquí podéis ver un vídeo con el experimento.

 

Respuestas a las Preguntas Divertidas

Bueno...las respuestas (por cierto...pocas he recibido...sólo dos)

Pregunta 1

En una báscula hay un vaso con agua . Si introducimos en el agua una bola colgada de un hilo sin que llegue a tocar el fondo del vaso. ¿ Cambiará la lectura de la báscula ?

La respuesta
Si, porque el agua realiza un empuje sobre la bola y por la ley de acción y reacción de fuerzas existe otra fuerza de igual modulo y dirección y sentido contrario a la fuerza del empuje. Esa fuerza hará que aumente el peso leído por la bascula.
Antes de introducir la bolita la única fuerza que leía la bascula era el peso del agua.
Si m = masa del agua en el vaso, F = m*g
El empuje experimentado por la bolita es igual al peso del volumen de agua que desaloja. Suponiendo que m₁ es la masa del agua desalojada por la bolita E = m₁*g
Por tanto, la resultante experimentada ahora por la bascula es: R = m*g + m₁*g > F
Ahora la lectura de la bascula es mayor, por tanto.

Pregunta 2

Si dejamos abierta la puerta de la nevera, ¿la temperatura de la habitación sube, baja o se queda igual?

La respuesta
Teóricamente la temperatura de la habitación se quedaría igual, ya que lo que hace la nevera es tomar calor de su interior y echarlo fuera, es decir a la habitación (lo anterior se realiza mediante un motor).
Pero el rendimiento del motor no es 1, es decir, que el motor se calienta, y por tanto ese calor por convección "se va" al aire de la habitación, lo que implica que LA HABITACIÓN AUMENTA SU TEMPERATURA.

 Pregunta 3

Pepe desayuna café con leche todas las mañanas. Una vez que prepara el café, solo puede esperar cinco minutos. Teniendo en cuenta que le gusta el café con leche no muy caliente,¿Qué será más efectivo para enfriarlo? Añadir la leche y esperar los 5 minutos, o esperar los 5 minutos y añadir la leche

La respuesta
Resulta mas efectivo esperar 5 minutos y luego añadir la leche. Como la disminución de temperatura es mas rápida entre mayor sea la diferencia de temperaturas entre dos cuerpos, en un principio, cuando la diferencia entre la temperatura de la habitación y el café sea mayor el café se enfriará mas rápido, sin embargo al transcurrir el tiempo la diferencia de temperatura sería menor y la velocidad de enfriamiento del café también, si en ese momento se agrega la leche (que supongo acaba de salir del refrigerador) la diferencia de temperatura es nuevamente grande y el café continua enfriándose rápidamente.

Alguien ha comentado que sería distinto si la leche está caliente. Pues no, el resultado sería el mismo… Puesto que en este caso sería la leche la que marcaría una mayor diferencia de temperatura a su favor y el efecto sería el mismo. Termodinámica simple.

Pregunta 4

Si sujetamos una regla con los dos dedos índice, el izquierdo por el extremo izquierdo y el derecho por el derecho (Aunque es bueno no situarlos equidistantes del centro) y movemos un dedo hacia el otro, ¿por qué siempre acaban los dos en el centro de la regla? 

La Respuesta

Al acercar los dedos vemos que simultáneamente no se mueven nunca los dos respecto de la regla, eso es porque la regla siempre ejerce mayor fricción sobre el uno que en el otro y la fricción dedo-regla depende de la componente normal de la fuerza que ejerce la regla sobre el dedo y de un coeficiente "mu" estático o dinámico (en función de si el cuerpo está quieto o en movimiento) de los cuales siempre es mayor el primero. Mientras la fuerza de fricción (estática) del dedo que no avanza es mayor que la del dedo que avanza (fuerza de fricción dinámica) este último seguirá avanzando; en el momento en que F. fricción dinámica supera a la estática (porque al avanzar la normal de la fuerza de la regla es cada vez mayor), el dedo que estaba parado respecto de la regla empezará a avanzar y el otro parará, y así se irán intercambiando los papeles hasta llegar al punto central donde se encuentran ambos dedos y se equilibran las fuerzas.

 

Preguntas divertidas

 

De cara al fín de semana os dejo algunas preguntas curiosas. Pensádlas, incluso las podéis poner en práctica, obervad, anotad y usad vuestras células grises… La ciencia puede ser divertida… Las respuestas… el sábado.

Pregunta 1

En una báscula hay un vaso con agua . Si introducimos en el agua una bola colgada de un hilo sin que llegue a tocar el fondo del vaso. ¿ Cambiará la lectura de la báscula ?

Pregunta 2

Si dejamos abierta la puerta de la nevera, ¿la temperatura de la habitación sube, baja o se queda igual?

Pregunta 3

Pepe desayuna café con leche todas las mañanas. Una vez que prepara el café, solo puede esperar cinco minutos. Teniendo en cuenta que le gusta el café con leche no muy caliente,¿Qué será más efectivo para enfriarlo? Añadir la leche y esperar los 5 minutos, o esperar los 5 minutos y añadir la leche

Pregunta 4

Si sujetamos una regla con los dos dedos índice, el izquierdo por el extremo izquierdo y el derecho por el derecho (Aunque es bueno no situarlos equidistantes del centro) y movemos un dedo hacia el otro, ¿por qué siempre acaban los dos en el centro de la regla? 

 

El Hielo Caliente

 

Siguiendo con el tema de los cambios de estado, vamos a ver otro “falso cambio de estado de agreagación”, un elemento que parece congelarse (pérdida de calor) pero que en realidad es un fenómeno de cristalización de una mezcla metaestable.

El acetato de sodio, también llamado etanoato de sodio, es un producto químico industrial ampliamente utilizado: en la industria textil, en la alimentaria (es el conservante E262, en bajas cantidades, muy utilizado en las patatas fritas), bioquímica… pero especialmente es utilizado en las bolsas de hielo químico caliente. Estas bolsas son unos geles que al ser presionados por el centro, emiten calor.

¿Porqué sucede esto? Si tomamos cristales de Acetato de Sodio y lo mezclamos con agua a una proporción de tres partes de agua por una de acetato (trihidratación) y luego llevamos la mezcla a ebullición (cerca de los 100 grados centígrados), los cristales se funden. Al enfriar rápidamente la mezcla obtenemos una disolución supersaturada de acetato en agua, en forma de gel.

Símplemente presionando en la mezcla , se forma un centro de nucleación que causa la cristalización de la disolución en acetato de sodio sólido. El proceso de cristalización (formación de enlaces) es exotérmico, emitiendo calor. El calor latente de fusión es de 264-289 kJ/kg. Por lo que nuestra vista cree ver la formación de hielo… pero al tocarlo lo notamos caliente.

El acetato de sodio es muy económico, y es comúnmente comprado a los distribuidores de productos químicos, en vez de ser sintetizado en el laboratorio. Es algunas veces producido en el laboratorio experimentalmente por la reacción del ácido acético con Carbonato de sodio, Bicarbonato de sodio, o Hidróxido de sodio para nombrar unas pocas bases que contienen Sodio.

CH3–COOH + Na+[HCO3]– → CH3–COO– Na+ + H2O + CO2

Esta es una reacción conocida como "burbujeo" entre el Bicarbonato de sodio y el Vinagre. 84 gramos de Bicarbonato de sodio reaccionan con 750 g de 8% vinagre para hacer 82 g de Acetato de sodio en solución. Por la posterior evaporación del agua, uno puede obtener una solución mas o menos puro de Acetato de sodio o sus cristales.

Práctica 1:

Un efecto muy espectacular es tomar la mezcla en una botella en la nevera, muy fria, para que sea casi un líquido. Cuando la sacamos de la nevera y la echamos sobre un vaso o plato…¡al llegar al recipiente el líquido parece congelarse, haciendo hielo instantáneo! Aquí podéis verlo en un vídeo.

Práctica 2:

Otro efecto es poner la disolución de acetato en una recipiente tipo Tupper y al tocarlo con un dedo en un punto, desde ese punto se inicia el falso proceso de congelación, emitiendo calor. En este video lo podéis ver explicado (en inglés).

 

El huevo y la botella... más sobre la presión del aire

Uno de los experimentos más curiosos y que más se suelen hacer en un Laboratorio de ESO es esa especie de truco de magia que consiste en introducir un huevo dentro de una botella cuyo cuello no permitiría su paso. Naturalemente el huevo está cocido, para facilitar su paso... lo curioso no es que pase el huevo...si no que no hay que hacer ningún esfuerzo...el huevo es "absorbido" por la botella.

Para ésta práctica lo único que necesitamos es una botella de cuello ancho (pero no que permita pasar un huevo), cerillas, algodón y alcohol y un huevo previamente cocido.

El experimento es sencillo... empapamos un poco de algodón en alcohol sujetándolo con unas pinzas, encendemos una cerilla y prendemos el algodón, lo dejamos dentro de la botella que se vaya consumiendo. Colocamos el huevo encima del cuello de la botella y tras unos segundos...el huevo es absorbido.

También lo podemos hacer calentando la botella sobre un plato metálico y un hornillo camping-gas o mechero de laboratorio (Tal y como aparece en la foto)

¿Qué ha sucedido? El algodón encendido consume el oxígeno dentro de la botella (algo a lo que colabora el huevo actuando como un tapón). Por tanto se crea un vacío (naturalmente imperfecto) que la presión atmosférica en el cuello de la botella (única apertura) trata de rellenar de aire exterior. Como el huevo es un obstáculo es succionado dentro de la botella.

Lo curioso puede venir después. Si se sopla vigorosamente dentro de la botella...¡el huevo puede resultar expulsado!

¿Qué sucede en este caso? Al soplar aumentamos la presión dentro de la botella, que inmediatamente trata de igualarse escapando aire por el cuello de la botella (Un poco lo mismo que sufre un avión en vuelo que sufre un agujero y por tanto, una descompresión explosiva y el aire, junto con cualqueir objeto o cuerpo suelto, escapa por el agujero creado), cuando el huevo obstruya el cuello de la botella, el aire de dentro lo volverá a impulsar hacia fuera.

Un pequeño video para que veáis como funciona: http://es.youtube.com/watch?v=Ykezh1P5e-s

Estados de la materia: La Papilla Mágica

 

Los estados de la materia (también llamados Estados de Agregación de la Materia), son bastante conocidos, al menos en sus tres principales variantes: sólidos, líquidos y gaseosos. Todos sabemos sus características: los sólidos son rígidos, con gran cohesión, volumen y forma fija, … Los líquidos son de volumen y forma  en función del recipiente que lo contiene, poca cohesión, viscosidad, fluidez… Los gases son los de menos cohesión y mayor capacidad de compresión…

También sabemos de la existencia de otros estados de la materia, como el Plasma, los condensados de Bose-Einstein o los Fermiónicos, la materia degenerada (y no porque haga cosas raras )… pero como son extraños y muy difíciles de explicar… hoy los vamos a dejar a parte.

Un cuerpo sólo puede estar en un determinado estado de agregación… o es líquido, o sólido, o gaseoso o está en fase de cambio de uno a otro (sublimación, evaporación, fusión…. Ver el cuadro adjunto). Para que se produzcan esos cambios es necesaria la variación de la temperatura.

Pero…¿seguro? Porque creo que hay algunos cuerpos que, aparentemente, parecen pasar de un estado a otro sin variación de calor de ningún tipo… Veamos uno de ellos, en una divertida práctica que siempre llama mucho la atención a los alumnos.

Materiales: Harina de Maiz (Maizena), platos y agua.

La práctica es muy sencilla. Repartimos los platos y en ellos ponemos un poco de harina de maiz. No es necesaria mucha cantidad… Agregamos agua, muy poca, hasta formar una papilla espesa que debemos mezclar con una espátula o con la mano hasta formar una mezcla consistente sin grumos.

Ahora viene la sorpresa… Al tomar un poco de la mezcla en la mano ésta se comporta como un líquido viscoso, se derrama por nuestra palma… pero si cerramos la mano…¡la mezcla se vuelve dura y se forma una pelota maciza en nuestra mano! Al volver a abrir la mano, la mezcla recupera las propiedades viscosas y de nuevo se comporta como un líquido… Por lo visto con una pequeña variación de presión la sustancia cambia de estado… Aparentemente es así.

¿Qué es lo que sucede? Para entenderlo tenemos que hablar de un tipo de sustancias llamadas tixotrópicas, muestran una forma estable en reposo y se tornan fluidos al ser agitados. Variedades modernas de recubrimientos alcalinos, de látex y pinturas son materiales por lo general tixotrópicos que no caen de la brocha del pintor pero se pueden aplicar fácil y uniformemente pues se liquidifican cuando se aplica. La salsa de tomate es frecuentemente tixotrópica.

Las sustancias que tienen propiedades inversas, es decir, que son fluidas en reposo y se tornan estables al ser agitadas o comprimidas, se llaman anti-tixotrópicas o reopécticas. Nuestra mezcla de harina de maiz y agua es un ejemplo de anti-tixotropía. En reposo parece líquida, al aplicar una presión o remover con fuerza la mezcla parece sólida.

En realidad no es ninguna de las cosas…y es las dos a la vez… Lo que sucede es que hay una reorganización de las moléculas que forman la mezcla: en reposo las moléculas de agua salen al exterior y permiten mayor fluidez en la mezcla…pero al ser comprimida las moléculas se mezclan en el interior y parece sólido… Tras repetir varias veces este juego la mezcla pierde cierta cantida de agua y no permite volver a hacerlo.

Resulta muy curioso poner una mano dentro de la mezcla de harina de maiz y con la otra presionar fuertemente sobre ella… Cuando intentéis retirar la mano en la mezcla os costará mucho, casi como romper una masa de yeso endurecido…

Algunos links interesantes:

http://es.wikipedia.org/wiki/Tixotrop%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materia

 

¡Qué el agua no deje de fluir!

Para terminar con nuestro ciclo de prácticas sobre Presión del Aire y Presión Atmosférica (Tal vez deberíamos decir Presión de cualquier Fluido), vamos a hacer una sencilla práctica que trae muchas de las anteriores realizadas. Se trata de comprobar como el agua sale de un recipiente cerrado por un pequeño agujero... sólo si con otro agujero dejamos que varíe la presión interior...

Material: Bote (tipo de cristal transparente de conserva con tapa metálica), destornillador, martillo, agua.

Con el martillo y el destornillador realizamos un agujero en la tapa metálica, llenamos el bote de agua y lo ponemos boca abajo...sorprendentemente el agua no cae.

¿Qué es lo que sucede? Como en lo experimentos anteriores la presión del aire sostiene el agua, impidiendo que salga por el agujero.

Ahora colocamos el bote sobre una mesa, le quitamos la tapa y hacemos otro agujero similar al primero. Cuando le damos la vuelta boca abajo el agua tampoco sale (el aire actúa sobre los dos agujeros). Pero si ahora colocamos el bote inclinado de manera que uno de los agujeros quede al aire...¡el agua sale por el otro!

¿Qué ha sucedido ahora? El agujero que queda sin agua permite la entrada de aire, lo que aumenta la presión interior del bote, expulsando el agua por el otro. Si tapamos con un dedo el agujero libre de agua... ésta deja de manar. Simple y sencillo.

Flotando en un mar de aire

El científico Evangelista Torricelli (1608-1647) dijo que nosotros vivimos en el fondo de un mar de aire. Sobre cada una de nuestras cabezas tenemos aproximadamente 2 toneladas de aire que ejercen una presión de 101300 N/m². El propio Torricelli fue quien descubrió que el aire hace presión sobre nosotros y construyó el primer barómetro.

Un barómetro de mercurio es un sistema preciso y relativamente sencillo para medir los cambios de la presión atmosférica. Al nivel del mar, y en condiciones atmosféricas normales, el peso de la atmósfera hace subir al mercurio 760 mm por un tubo de vidrio calibrado. A mayor altitud, el mercurio sube menos porque la columna de aire situada sobre el barómetro es menor.

¿Cómo es posible que no notemos semejante presión?. La respuesta es que todo nuestro interior está también a esa misma presión. Si en un momento dado todo el aire de la atmósfera desapareciera de la Tierra, literalmente explotaríamos debido a la presión de nuestro interior que no estaría contrarrestada.

Aunque en la superficie de la Tierra todo está sometido a la presión del aire, es posible hacer experimentos que nos muestren esto que acabamos de decir:

MATERIALES: Un recipiente grande de agua; un vaso; papel o una tarjeta postal; Mesa; regla

1.- El super-papel: Llena un vaso de agua hasta el borde. Pon sobre él una cartulina o una tarjeta postal (si no tienes usa una hoja de papel). Dale la vuelta con cuidado y observa como el agua no se cae. El aire que empuja el papel por debajo, sería capaz de mantener el agua de un vaso de 10 m de altura.

2.- Más super-papel: Pon una regla en el borde de una mesa de tal manera que asome más o menos la mitad. Cubre con una hoja de periódico la mitad que queda sobre la mesa, Da un golpe seco sobre el trozo de regla que se ve. Observa como no se cae. La fuerza que ejerce el aire sobre la hoja de periódico lo impide.

Estos dos sencillos experimenos demuestran que sobre nuestras cabezas se ejerce una presión tremenda, contrarrestada de alguna manera por nuestra "presión interior".

Algunos enlaces interesantes:

http://es.wikipedia.org/wiki/Evangelista_Torricelli

http://es.wikipedia.org/wiki/Bar%C3%B3metro

http://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_Torricelli

Lo último sobre Presión del Aire

En relación al experimento antes mencionado (El huevo absorbido por una botella), hay un experimento si cabe más sencillo que está basado en el mismo principio: ese "horror" al vacío que la Naturaleza tiene y que hace que en cuanto se produce un vacío, por muy irregular que sea, en seguida es llenado por el primer fluido que esté disponible: aire, agua,...

El material necesario es una vela (preferiblemente de esas que pueden flotar), un plato con agua, un vaso y cerillas.

Colocamos la vela flotando sobre el agua del plato y la encedemos con las cerillas. Colocamos el vaso cubriendo la vela dentro del agua y observamos lo que ocurre. Según se va consumiendo el fuego vemos que el agua sube por el vaso... Cuando se apaga del todo la vela la subida es rápida y espectacular...

¿Qué ha sucedido? Al igual que en el experimento anterior el fuego consume todo el oxígeno dentro del vaso... pero como ahora no hay aire por el único lugar que puede entrar un fluido, el vaso está colocado boca abajo sobre el agua del plato. Ahora entra agua para ocupar el vacío producido. Por lo que el nivel del agua parece subir por el vaso... Simple y sencillo.

 

La Presión Atmosférica puede aplastar

Explicar un concepto como el presión atmosférica es sencillo, decimos que la presión atmosférica es la fuerza del aire sobre la superficie de un planeta o satélite, siempre que éste tenga atmósfera, claro. Aparentemente esa fuerza es muy pequeña, puesto que no somos aplastados por ella, al menos en la superficie de la Tierra, pero es mayor de lo que creemos.

No nos vamos a centrar por tanto en las experiencias de Torriccelli y Pascal, si no más bien en el efecto que tiene la presión atmosférica sobre un cuerpo que está vacío de aire. Explicarlo de palabra resulta complicado, pero todo es más fácil cuando lo hacemos con una divertida
práctica.

Y para hacerlo sólo necesitamos una lata de refresco (que nos habremos bebido previamente), un poco de agua, un recipiente grande lleno de agua y un mechero de laboratorio (el llamado mechero de Bunsen) o un fuego tipo “Camping-gas”.

Introduciremos una pequeña cantidad de agua dentro de la lata por el orificio que queda abierto cuando bebemos el refresco, no mucha agua. Menos de ¼ de la lata en total.

Después colocaremos la lata sobre el fuego del mechero o el camping-gas, hasta que el agua dentro de la lata comience a hervir (lo sabremos porque saldrá un poco de vapor por el orificio).

Entonces cogeremos unas pinzas grandes y tomaremos la lata con ella y la sumergiremos en un recipiente con agua…¡Sorpresa! La lata “implosiona”, es decir, se aplasta sobre sí misma.

¿Qué ha sucedido? Muy sencillo: el agua dentro de la lata, al calentarse, se transforma en vapor. Éste vapor de agua ocupa el volumen de la lata expulsando por el orificio el aire que hay dentro de ella (naturalmente no es totalmente efectivo, parte del vapor se pierde también, y siempre queda algo de aire en la lata, por lo que el aplastamiento no es total, se aplana un poco por el centro normalmente).

Cuando la lata se sumerge en el agua del recipiente, se enfría rápidamente. El vapor dentro de ella se condensa en agua líquida también con mucha rapidez. Repentinamente la lata esta casi vacía de aire o cualquier otro gas y las paredes exteriores están sometidas a la presión atmosférica… esa presión aplasta y arruga la lata en una implosión.

Sorprendente y divertido… En realidad la presión es aplicable a cualquier fluido. Por ejemplo, el agua alrededor de un submarino ejerce una gran presión sobre él, mayor cuanto más profundo navege el submarino. Si alcanza cierta profundidad el material del que está hecho el submarino no resistirá la presión y se aplastará… pero no es sólo el metal lo que aguanta la presión… Dentro del submarino la presión del aire es alta… precisamente para ejercer mayor resistencia a la presión exterior. El caso de un globo es también evidente (cuando sujetamos un globo hinchado y lo soltamos repentinamente el aire de fuera trata de aplastar el globo y forzar a que se escape el aire de dentro…como así ocurre)

Algunos links de Wikipedia interesantes sobre este tema:

http://es.wikipedia.org/wiki/Alobara

http://es.wikipedia.org/wiki/Manoscopio

http://es.wikipedia.org/wiki/Mechero_Bunsen

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_de_presi%C3%B3n

 

Bienvenidos.... y El Calentador Solar

Bienvenido@s al blog del Laboratorio de Física y Química del Colegio Claret de Madrid. Hola a tod@s. Ésta es nuestra primera experiencia, por lo que he escogido una sencilla y muy conocida: El calentador Solar. Cómo fabricar un horno que funciona con energía solar...

Material: Antena parabólica vieja (si no se dispone de una se puede usar una bandeja de esa forma o un envase de "corcho blanco", el famoso poriexpan), Papel de alumnio (del que se utiliza para envolver los alimentos, una barra de pegamento, Alambre, Termómetro de cocina.

Tan sólo hay que forrar la antena con el papel de aluminio. Por ejemplo, puedes huntar su superficie con el pegamento para que no se pueva el papel. Hay que tener mucho cuidado de que no queden arrugas al colocarlo. Cuántas más arrugas haya más se dispersa la luz y más débil será el efecto.

En el foco puedes colocar un vaso con agua con un termómetro y observar cómo sube la temperatura una vez puesto el dispositivo al Sol. También puedes pasar
lentamente la mano buscando cuales son las zonas más calientes.

La superficie parabólica debe orientarse hacia el Sol, de forma que los rayos lleguen paralelos al eje de la parábola. Para ello basta con que la barra que
sujeta el sensor apunte hacia el Sol. Una buena forma de orientar el dispositivo es conseguir que la barra no proyecte sombra sobre la parábola.