miércoles, 8 de julio de 2015

353 Electrolitos y no electrolitos

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca de 4´5 V, cable eléctrico aislado, tijeras, dos clavos de hierro, portalámparas, bombilla pequeña, un vaso, agua, azúcar y sal.

Con las tijeras corta tres trozos de cable eléctrico y luego quita el plástico de los extremos de los cables procurando no cortar los hilos de cobre. Luego conecta los tres cables, la pila de petaca y el portalámparas (ver vídeo) y enrolla los clavos de hierro en los extremos libres de los cables.

Si llenamos el vaso con una disolución de agua y azúcar y metemos los clavos en el vaso procurando que no se toquen vemos que la bombilla no se enciende.

Si ahora llenamos el vaso con una disolución de agua y sal vemos que la bombilla se enciende, se desprenden burbujas en uno de los clavos y el agua adquiere un color verdoso.

Explicación
Un electrolito es una sustancia que al disolverse en agua proporciona iones que permiten el paso de la corriente eléctrica. Otras sustancias no proporcionan iones al disolverse en agua y se llaman no electrolíticas.

El cloruro de sodio (sal común) es un ejemplo de compuesto iónico. Al añadir sal común  a un vaso con agua se produce una interacción entre las moléculas de agua y los iones que forman el cloruro de sodio. Al disolverse en agua la sal se disocia en los iones positivos y negativos (el catión sodio y el anión cloruro) que pueden moverse en la disolución y permiten el paso de la corriente eléctrica.

Si se sustituye la sal por azúcar se obtiene una disolución que no permite el paso de la corriente eléctrica ya que el azúcar es una sustancia covalente molecular que no proporciona iones al disolverse en agua.


En el primer caso la corriente eléctrica produce cambios químicos apreciables a simple vista: se desprenden burbujas en uno de los clavos, el otro clavo se oscurece y el agua adquiere un color verdoso. La electrólisis es un cambio químico no espontáneo que ocurre mediante el paso de una corriente eléctrica por una disolución o por una sal fundida.  


lunes, 6 de julio de 2015

352 Hilo incandescente

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca de 4´5 V, cable eléctrico aislado, tijeras, lana de acero, una tabla de madera y dos clavos de hierro.

Con las tijeras corta dos trozos de cable eléctrico y luego quita el plástico de los extremos de los cables procurando no cortar los hilos de cobre.
Conecta los cables a los bornes (lengüetas) de la pila de petaca.
Luego sacamos un hilo de acero de la lana de acero y lo sujetamos a la tabla de madera con los dos clavos.
Ahora unimos uno de los cables libres a un extremo del hilo de acero y luego tocamos con el segundo cable en el otro extremo del hilo de acero.

El hilo se calienta, se pone rojo y acaba fundiéndose.

Explicación
Un circuito eléctrico debe tener, como mínimo, un generador que suministra la energía eléctrica, un conductor y una serie de elementos que transformen la energía eléctrica en otra forma de energía.

Una parte de la energía suministrada por el generador se disipa calorificamente debido a la resisitencia que oponen los conductores al paso de la corriente eléctrica. La resistencia eléctrica de un conductor es la dificultad que encuentran los electrones en su movimiento. La Ley de Joule establece que la energía eléctrica disipada calorificamente es directamente proporcional al valor de la resistencia, al cuadrado de la intensidad de corriente y al tiempo de paso de la corriente.

El diámetro del hilo de acero es muy pequeño y la resistencia eléctrica muy grande. La energía disipada calorificamente en el hilo de acero produce un gran aumento de la temperatura y el hilo se funde en pocos segundos.


En las bombillas incandescentes comerciales se utiliza un filamento de wolframio en una atmósfera inerte (sin oxígeno) para evitar la combustión del filamento. Al pasar la corriente eléctrica el filamento de wolframio se caliente sin fundirse y emite luz y calor. La bombilla incandescente es poco eficiente ya que la mayor parte de la energía eléctrica se disipa en forma de calor.



sábado, 4 de julio de 2015

351 Luz de intensidad variable

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca de 4´5 V, una bombilla pequeña, un portalámparas, cable eléctrico aislado, tijeras y una mina de lápiz.

Con las tijeras corta tres trozos de cable eléctrico y luego quita el plástico de los extremos de los cables procurando no cortar los hilos de cobre. Luego conecta los tres cables, la pila de petaca y el portalámparas (ver vídeo). Si ponemos en contacto los dos extremos libres del cable eléctrico cerramos nuestro circuito eléctrico y se enciende la bombilla.

Ahora unimos uno de los cables libres a un extremo de una mina de lápiz y luego deslizamos el otro cable a lo largo de la mina. La intensidad de la bombilla disminuye a medida que aumenta la longitud de la mina de lápiz que forma parte del circuito.

Explicación
Un circuito eléctrico debe tener, como mínimo, un generador que suministra la energía eléctrica, un conductor y una serie de elementos que transformen la energía eléctrica en otra forma de energía.

Una parte de la energía suministrada por el generador se disipa calorificamente debido a la resisitencia que oponen los conductores al paso de la corriente eléctrica. La Ley de Joule establece que la energía eléctrica disipada calorificamente es directamente proporcional al valor de la resistencia, al cuadrado de la intensidad de corriente y al tiempo de paso de la corriente.

El cable de cobre es un buen conductor de la electricidad pero la mina del lápiz ofrece mayor resistencia eléctrica. La intensidad de la corriente eléctrica en nuestro circuito es directamente proporcional al voltaje de la pila e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica del circuito (Ley de Ohm). La resistencia eléctrica de un conductor es la dificultad que encuentran los electrones en su movimiento y depende, entre otros factores, de la longitud del conductor.


Cuánto mayor longitud tenga el trozo de mina de lápiz que forme parte del circuito eléctrico, mayor será la resistencia eléctrica, menor la intensidad de la corriente eléctrica que recorre el circuito y menor la intensidad de la luz emitida por la bombilla.


domingo, 28 de junio de 2015

350 Un líquido que no moja.

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, corcho blanco, una lámina de vidrio, una hoja y un cuentagotas.

Si dejamos una gota de agua sobre una lámina de vidrio vemos que la gota se extiende y moja la superficie. Pero si dejamos una gota de agua sobre una superficie de corcho blanco o sobre una hoja vemos que la gota mantiene la forma esférica.

Explicación
Cuando colocamos una gota de un líquido sobre la superficie de un determinado material dos interacciones opuestas determinan la forma de la gota. La cohesión es la fuerza de atracción entre las moléculas de agua adyacentes dentro de la gota mientras que la adhesión es la interacción entre las moléculas de agua y las partículas de la superficie sobre la que se deja la gota. Si dominan las fuerzas de adhesión la gota se extiende y moja la superficie del sólido. Si dominan las fuerzas de cohesión la gota tendrá una forma esférica. La cohesión es la causa de que el agua forma gotas y la tensión superficial hace que se mantengan esféricas.

El agua y el vidrio se atraen (las fuerzas de adhesión son mayores que las fuerzas de cohesión) pero el agua y el corcho blanco se repelen (las fuerzas de cohesión son superiores a las fuerzas de adhesión).


En el caso del agua podemos hablar de superficies hidrofílicas (que tiene afinidad por le agua) y en caso contrario hablamos de superficies hidrofóbicas (que tiene horror al agua). El vidrio es una superficie hidrofílica y el corcho blanco y una hoja son superficies hidrofóbicas.   


sábado, 20 de junio de 2015

349 Electrización por frotamiento

Para realizar nuestro experimento necesitamos un paño de lana, otro de seda, un vaso de cristal, una cañita de refresco, un tubito de plástico, un tapón de corcho y un alfiler.

En primer lugar se coloca sobre el tapón de corcho una cañita de refresco atravesada por un alfiler. Es importante que la cañita pueda girar sobre su eje con facilidad.

Primera parte
Se frota con una paño de lana uno de los extremos de la cañita.
Luego se frota un tubito de plástico con el mismo paño de lana.
Si se acerca el tubito de plástico la cañita de refresco gira sobre su eje alejándose del tubito.

Segunda parte
Se frota con un paño de lana uno de los extremos de la cañita.
Luego se frota un vaso de cristal con un paño de seda.
Si se acerca el vaso de cristal la cañita gira acercándose al vaso.


Explicación
Cargas eléctricas del mismo signo se repelen y cargas de diferente signo se atraen.

Un vaso de cristal se electriza si se frota con un paño de seda (electrización por frotamiento). Los átomos del vidrio pierden electrones que pasan al paño de seda. Al perder electrones el vaso de cristal queda cargado positivamente y el paño de seda que gana electrones queda cargado negativamente.

La cañita de refresco o el tubito de plástico se electrizan si se frota con lana. La cañita se carga negativamente y el paño de lana queda cargado positivamente.

En el primera parte del experimento la cañita y el tubito de plástico tienen carga eléctrica negativa y se repelen. En la segunda parte del experimento la cañita de refresco y el vaso de cristal tienen carga eléctrica de distinto signo y se atraen.


jueves, 4 de junio de 2015

348 Un río bajo el mar

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, sal, colorante, un frasco de vidrio y un par de vasos.

En primer llenamos un vaso de agua y añadimos un poco de colorante. Luego llenamos el frasco de vidrio con agua del grifo hasta la mitad. Inclinamos el frasco y lentamente dejamos caer el agua con colorante por la pared del frasco. Vemos que el agua con colorante desliza por la pared y tarda poco tiempo en mezclarse con el agua del frasco.

Ahora repetimos el experimento pero utilizando una disolución saturada de sal en agua fría con un poco de colorante. Vemos que el agua desliza por la pared del frasco y se deposita en el fondo. En este caso tarda mucho tiempo en mezclarse con el agua del frasco.

Explicación
El agua salada, más densa que el agua del grifo, desliza por la pared del frasco de vidrio y se hunde formando una capa en el fondo del frasco. Agitando el frasco se observa que el agua salada permanece en el fondo del frasco. Si se espera el tiempo suficiente el agua salada y el agua del grifo terminan formando una única disolución pero el proceso es lento.


Bajo la superficie del mar existen corrientes de agua submarinas llamadas corrientes de densidad producidas por diferencia de salinidad y temperatura. Las corrientes marinas son masas de agua que se desplazan dentro de los océanos.