Laboratorio de trituradoras de latas de refresco

Introducción

Imagínese bebiendo un refresco frío en un día caluroso. Cuando tu lata está vacía, la aplastas con la mano y la arrojas al reciclaje. Aunque estaba bastante claro que tu mano estaba aplastando la lata, hay otras formas de generar esta fuerza que no podemos ver. Hoy vamos a utilizar la fuerza generada por los cambios de presión para aplastar una lata. La presión es la fuerza aplicada sobre un área. Entonces, si la presión aumenta pero el área del objeto permanece igual, la fuerza también aumenta.

Antes de comenzar, piense en lo que podría aumentar o disminuir la presión alrededor de la lata para hacerla colapsar. ¿Cómo podría afectar la temperatura a la presión? ¿La presión aumenta o disminuye cuando algo se calienta más?

Materiales

• Plato caliente
• 1 lata de refresco vacía
• Aproximadamente 2 tazas de agua fría
• Pinzas y guantes de cocina
• Un cuenco que tiene un diámetro mayor que el diámetro de la lata.

Pasos

1. Primero, enjuague el refresco de su lata. Luego, coloque aproximadamente 1 cucharada de agua en su interior.

2. Ponga las 2 tazas de agua en el recipiente y coloque el recipiente en el refrigerador durante unos 10 minutos antes de comenzar. Cuanto más fría esté el agua, mejor.

¡¡Consejo de Seguridad!! Asegúrese de usar guantes de cocina mientras calienta la lata y nunca toque la placa caliente ni los objetos calientes directamente. Consiga que un adulto le ayude con este paso.

3. A continuación, encienda la placa calefactora. Coloque su lata sobre la placa caliente y caliéntela hasta que comience a salir vapor de la lata. Continúe calentando durante un minuto más después de ver el vapor.

¡¡Consejo de Seguridad!! No toque la lata con las manos desnudas. Use las tenazas para esta parte del experimento y use guantes de cocina.

4. A continuación, levante la lata de la base con las pinzas. Tendrás que poner la lata boca abajo y sumergir rápidamente la parte superior de la lata en el agua fría. La lata debería cambiar de forma aquí, así que agárrala bien con las pinzas.

Solución de problemas

Si no ve el efecto dramático que esperaba, intente usar agua helada. Coloque algunos cubitos de hielo en un recipiente mientras el agua está en el refrigerador y luego retírelos antes de comenzar el experimento. Asegúrate de que tu agua fría no se caliente mientras preparas el resto de tu experimento.

Preguntas de discusión

¿Qué pasó cuando sumergiste la lata en agua fría?

¿Qué pasó con el tamaño de la lata cuando estaba caliente o fría? ¿Cuándo tuvo mayor presión?

Cómo funciona

Cuando calentó la lata, la cucharada de agua que colocamos en su interior experimentó un cambio de fase , donde se convirtió de una forma de materia, líquida, a otra, gas. El calor que aplicaste sobre la placa calefactora aumentó la cantidad de energía en el agua. Esto permitió que los enlaces en las moléculas de agua se rompieran y las moléculas se extendieran, moviéndose más rápido a medida que se evaporaba en gas. Entonces, las moléculas de agua ocuparon más espacio, presionando los lados de la lata, aumentando la presión.

Fases de la materia

Ahora, veamos cómo cambió la presión cuando sumergiste la lata. Todo en el mundo quiere moverse de arriba hacia abajo, para crear un equilibrio. Cuando volteaste la lata y metiste la tapa en el agua, el calor pasó de donde había más calor, la lata, a donde había menos calor, el agua. Esto disminuyó la temperatura en la lata. Cuando la temperatura disminuyó, las moléculas de agua se ralentizaron y se convirtieron de gas a líquido, un cambio de fase llamado condensación . Las moléculas de agua líquida se unen y ocupan menos espacio en la lata, por lo que la presión disminuye.

La disminución de la temperatura provoca una disminución de la presión en la lata

Cuando la presión disminuyó, la lata colapsó, ya que hubo menos fuerza para abrir la lata. Para entender esto, imagine a 10 personas dentro de una carpa. Cuando la temperatura es alta dentro de la tienda, cada persona corre alrededor, empujando la tienda manteniéndola abierta. Pero cuando la temperatura es fría, la gente se apiña en el centro y la carpa se derrumba. La carpa es nuestra lata y las personas son las moléculas de agua.

Por tanto, el aumento de temperatura provoca un aumento de la presión. Cuando la temperatura se enfría, la presión disminuye y colapsa la lata.