Para realizar nuestro experimento necesitamos un par de copas, una bandeja, agua, agua caliente y tinta.
Si dejamos caer una gota de tinta en una copa con agua vemos que la tinta se difunde lentamente. Si a la vez dejamos caer una gota de tinta en otra copa con agua caliente vemos que la tinta se mezcla con el agua con mayor rapidez. Podemos pensar que la tinta se difunde con gran rapidez en agua caliente. Pero si repetimos el experimento en una bandeja plana con un poco de agua caliente vemos que, en este caso, la tinta se mezcla muy lentamente con el agua.
Explicación:
Si se deja caer una gota de tinta en una bandeja plana con agua se observa que la tinta se mezcla lentamente con el agua. Este fenómeno se debe al movimiento aleatorio de las moléculas y se denomina difusión.
En el caso de la copa con agua caliente la tinta se mezcla rápidamente con el agua gracias a las corrientes de convección. La convección es un mecanismo de transferencia de calor a través de un fluido con transporte de masa.
En una bandeja plana no se producen corrientes de convección, predomina la difusión y la tinta se mezcla lentamente con el agua.
domingo, 18 de diciembre de 2011
martes, 13 de diciembre de 2011
198 Cáscara de naranja inflamable
Para realizar nuestro experimento necesitamos una vela y una naranja.
En primer lugar encendemos una vela y luego cortamos un trozo pequeño de la cáscara de una naranja. La cáscara tiene que estar limpia y seca. Por último acercamos el trozo de cáscara a la vela y apretamos apuntando a la llama de la vela. Vemos que se inflama la llama.
Explicación
La cáscara de la naranja contiene un aceite inflamable. Si se estruja la cáscara sale el aceite que arde en contacto con la llama de la vela.
En primer lugar encendemos una vela y luego cortamos un trozo pequeño de la cáscara de una naranja. La cáscara tiene que estar limpia y seca. Por último acercamos el trozo de cáscara a la vela y apretamos apuntando a la llama de la vela. Vemos que se inflama la llama.
Explicación
La cáscara de la naranja contiene un aceite inflamable. Si se estruja la cáscara sale el aceite que arde en contacto con la llama de la vela.
miércoles, 7 de diciembre de 2011
197 Lata equilibrista
Para realizar nuestro experimento necesitamos una lata de refresco, agua y arena.
En primer lugar ponemos una lata de refresco vacía verticalmente sobre la mesa. Si se inclina ligeramente la lata y se suelta recupera la vertical. Pero si aumentamos la inclinación la lata termina volcando.
Con un poco de agua (o arena) la lata permanece en equilibrio sin caer con una inclinación pronunciada.
Explicación
Con agua o arena bajamos el centro de gravedad y se logra un equilibrio sorprendente al inclinar la lata.
La tendencia del centro de gravedad a recuperar la posición más baja es lo que permite a la lata mantenerse en equilibrio con una inclinación pronunciada. Con la lata inclinada y en equilibrio, al tocar la lata y variar ligeramente la inclinación sube el centro de gravedad y la lata recupera la posición original para mantener el centro de gravedad más bajo.
En primer lugar ponemos una lata de refresco vacía verticalmente sobre la mesa. Si se inclina ligeramente la lata y se suelta recupera la vertical. Pero si aumentamos la inclinación la lata termina volcando.
Con un poco de agua (o arena) la lata permanece en equilibrio sin caer con una inclinación pronunciada.
Explicación
Con agua o arena bajamos el centro de gravedad y se logra un equilibrio sorprendente al inclinar la lata.
La tendencia del centro de gravedad a recuperar la posición más baja es lo que permite a la lata mantenerse en equilibrio con una inclinación pronunciada. Con la lata inclinada y en equilibrio, al tocar la lata y variar ligeramente la inclinación sube el centro de gravedad y la lata recupera la posición original para mantener el centro de gravedad más bajo.
domingo, 27 de noviembre de 2011
196 Congelado en segundos
Para realizar nuestro experimento necesitamos un cubito de hielo, un vaso con agua, un trozo de hilo y sal
En un vaso con agua ponemos un cubito de hielo. Luego mojamos en agua el extremo de un trozo de hilo y lo dejamos sobre el cubito de hielo que está flotando en la superficie del agua. Echamos un poco de sal sobre el cubito y, pasados unos segundos, tiramos del hilo. Vemos que el cubito de hielo se queda pegado al hilo.
Explicación
Con sal se funde parte del hielo, se forma una disolución de agua y sal sobre el cubito y desciende la temperatura por debajo de los 0 ºC (descenso crioscópico).
En unos segundos el agua que moja el hilo se congela y queda unida al cubito de hielo.
En un vaso con agua ponemos un cubito de hielo. Luego mojamos en agua el extremo de un trozo de hilo y lo dejamos sobre el cubito de hielo que está flotando en la superficie del agua. Echamos un poco de sal sobre el cubito y, pasados unos segundos, tiramos del hilo. Vemos que el cubito de hielo se queda pegado al hilo.
Explicación
Con sal se funde parte del hielo, se forma una disolución de agua y sal sobre el cubito y desciende la temperatura por debajo de los 0 ºC (descenso crioscópico).
En unos segundos el agua que moja el hilo se congela y queda unida al cubito de hielo.
domingo, 20 de noviembre de 2011
195 Derretir hielo con sal o con azúcar
Para realizar nuestro experimento necesitamos unos platitos, sal, azúcar y tres cubitos de hielo.
En uno de los platitos ponemos un poco de sal y un cubito de hielo y en otro platito ponemos azúcar con otro cubito de hielo. El tercer cubito de hielo lo usaremos como referencia.
Después de unos minutos podemos ver que:
1 Los cubitos de hielo se derriten si se cubren con sal o azúcar.
2 El cubito de hielo en contacto con sal se funde más deprisa que el cubito con azúcar.
Explicación
En la superficie de los cubitos hay una capa de agua líquida en equilibrio con el hielo. Al añadir sal (o azúcar), parte de ésta se disuelve en el líquido que rodea los cubitos formando una disolución saturada que rompe el equilibrio con el hielo. Para recuperar el equilibrio la disolución tiende a diluirse y el hielo a enfriarse, lo que se logra fundiendo parte del hielo, que extrae el calor necesario para fundirse de la disolución, que se enfría por debajo de los 0 ºC. Por lo tanto, al añadir sal o azúcar sobre los cubitos de hielo se produce un descenso de la temperatura de fusión y los cubitos se funden.
Se conoce como descenso crioscópico a la disminución que experimenta la temperatura de fusión de una disolución (por ejemplo agua y sal) respecto a la temperatura de fusión del agua pura (0 ºC).
¿Pero por qué se funde más hielo con sal que con azúcar?
La magnitud del descenso que experimenta la temperatura de fusión es directamente proporcional a la concentración de las partículas disueltas. La sal es un compuesto iónico que, al disolverse en agua, se separa en sus iones aumentando la concentración de partículas en la disolución. Por otra parte, el azúcar es un compuesto molecular que no se separa en iones al disolverse en agua. Por este motivo se produce un mayor descenso de la temperatura de fusión con la sal y los cubitos se derriten más deprisa.
En uno de los platitos ponemos un poco de sal y un cubito de hielo y en otro platito ponemos azúcar con otro cubito de hielo. El tercer cubito de hielo lo usaremos como referencia.
Después de unos minutos podemos ver que:
1 Los cubitos de hielo se derriten si se cubren con sal o azúcar.
2 El cubito de hielo en contacto con sal se funde más deprisa que el cubito con azúcar.
Explicación
En la superficie de los cubitos hay una capa de agua líquida en equilibrio con el hielo. Al añadir sal (o azúcar), parte de ésta se disuelve en el líquido que rodea los cubitos formando una disolución saturada que rompe el equilibrio con el hielo. Para recuperar el equilibrio la disolución tiende a diluirse y el hielo a enfriarse, lo que se logra fundiendo parte del hielo, que extrae el calor necesario para fundirse de la disolución, que se enfría por debajo de los 0 ºC. Por lo tanto, al añadir sal o azúcar sobre los cubitos de hielo se produce un descenso de la temperatura de fusión y los cubitos se funden.
Se conoce como descenso crioscópico a la disminución que experimenta la temperatura de fusión de una disolución (por ejemplo agua y sal) respecto a la temperatura de fusión del agua pura (0 ºC).
¿Pero por qué se funde más hielo con sal que con azúcar?
La magnitud del descenso que experimenta la temperatura de fusión es directamente proporcional a la concentración de las partículas disueltas. La sal es un compuesto iónico que, al disolverse en agua, se separa en sus iones aumentando la concentración de partículas en la disolución. Por otra parte, el azúcar es un compuesto molecular que no se separa en iones al disolverse en agua. Por este motivo se produce un mayor descenso de la temperatura de fusión con la sal y los cubitos se derriten más deprisa.
martes, 15 de noviembre de 2011
194 Jugando con una copa y una carta
Para realizar nuestro experimento necesitamos una copa, agua, una carta, un trozo de hilo, aguja y cera o pegamento.
Primera parte
Llenamos la copa con agua hasta el borde, cubrimos la copa con una carta y, sujetando la carta con la mano, colocamos la copa boca abajo. Si soltamos la carta no caerá ni se derramará el agua.
Segunda parte
Con ayuda de la aguja atravesamos la carta con un trozo de hilo, anudando uno de los lados del hilo y pegando el nudo a la carta con cera o pegamento. Luego llenamos la copa con agua hasta el borde, cubrimos la copa con la carta y, sujetando la carta con la mano, colocamos la copa boca abajo. Por último, ponemos la copa boca arriba y la dejamos sobre la mesa.
Tirando del hilo suavemente podemos desplazar la carta y la copa sobre la superficie. Incluso podemos levantar la copa de la mesa.
Explicación clásica
Al colocar la copa boca abajo actúan sobre la carta dos fuerzas (despreciando el propio peso de la carta): 1 El peso del agua atrapado en la copa empuja la carta hacia abajo. 2 La fuerza correspondiente a la presión atmosférica que actúa sobre la superficie de la carta empuja la carta hacia arriba. La fuerza correspondiente a la presión atmosférica es superior y la carta queda pegada al borde de la copa.
Explicación alternativa
Al colocar la carta sobre la copa llena de agua dejamos una pequeña capa de aire atrapada bajo la carta. Al colocar la copa boca abajo el peso del agua deforma un poco la carta, aumentado el volumen libre disponible para el aire atrapado en la copa. Al aumentar el volumen disminuye la presión del aire en el interior de la copa. Ahora las fuerzas que actúan sobre la carta son: 1 El peso del agua atrapado en la copa que empuja hacia abajo. 2 La fuerza correspondiente a la presión del aire atrapado en el interior de la copa que empuja hacia abajo. 3 Y la fuerza correspondiente a la presión atmosférica exterior que empuja hacia arriba. La diferencia entre las fuerzas es muy pequeña y con una pequeña fuerza hacia abajo podemos separar la carta de la copa.
Respecto a la segunda parte del experimento, la carta permanece pegada al borde de la copa por la tensión superficial de la capa de agua que está atrapada entre el borde de la copa y la carta. Si el borde de la copa está seco la carta no se pega a la copa.
Encontré la explicación alternativa en "La Ciencia a tu alcance II"
Primera parte
Llenamos la copa con agua hasta el borde, cubrimos la copa con una carta y, sujetando la carta con la mano, colocamos la copa boca abajo. Si soltamos la carta no caerá ni se derramará el agua.
Segunda parte
Con ayuda de la aguja atravesamos la carta con un trozo de hilo, anudando uno de los lados del hilo y pegando el nudo a la carta con cera o pegamento. Luego llenamos la copa con agua hasta el borde, cubrimos la copa con la carta y, sujetando la carta con la mano, colocamos la copa boca abajo. Por último, ponemos la copa boca arriba y la dejamos sobre la mesa.
Tirando del hilo suavemente podemos desplazar la carta y la copa sobre la superficie. Incluso podemos levantar la copa de la mesa.
Explicación clásica
Al colocar la copa boca abajo actúan sobre la carta dos fuerzas (despreciando el propio peso de la carta): 1 El peso del agua atrapado en la copa empuja la carta hacia abajo. 2 La fuerza correspondiente a la presión atmosférica que actúa sobre la superficie de la carta empuja la carta hacia arriba. La fuerza correspondiente a la presión atmosférica es superior y la carta queda pegada al borde de la copa.
Explicación alternativa
Al colocar la carta sobre la copa llena de agua dejamos una pequeña capa de aire atrapada bajo la carta. Al colocar la copa boca abajo el peso del agua deforma un poco la carta, aumentado el volumen libre disponible para el aire atrapado en la copa. Al aumentar el volumen disminuye la presión del aire en el interior de la copa. Ahora las fuerzas que actúan sobre la carta son: 1 El peso del agua atrapado en la copa que empuja hacia abajo. 2 La fuerza correspondiente a la presión del aire atrapado en el interior de la copa que empuja hacia abajo. 3 Y la fuerza correspondiente a la presión atmosférica exterior que empuja hacia arriba. La diferencia entre las fuerzas es muy pequeña y con una pequeña fuerza hacia abajo podemos separar la carta de la copa.
Respecto a la segunda parte del experimento, la carta permanece pegada al borde de la copa por la tensión superficial de la capa de agua que está atrapada entre el borde de la copa y la carta. Si el borde de la copa está seco la carta no se pega a la copa.
Encontré la explicación alternativa en "La Ciencia a tu alcance II"
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