¿Qué vela se quema más rápido? – Proyecto de ciencia
Introducción
| Pregunta de investigación: | ¿Qué tipo de cera dura más? |
| Años: | Secundaria y superior |
| Preocupaciones de seguridad: | Encienda siempre velas en un área bien ventilada y mantenga las manos alejadas de las llamas. |
| Hora: | 5 horas |
| Variable independiente: Tipo de cera Variable dependiente: Tiempo de combustión |
Variables controladas: tamaño de la vela, condiciones de quemado, longitud de la mecha, tipo de vela (pilar) |
Imagínese estar en una tormenta eléctrica. Con el último rayo, todas las luces se apagan. Encuentra un par de velas, pero todas están hechas de ceras diferentes. Está un poco preocupado por la duración de las velas, ya que pueden pasar horas antes de que las luces vuelvan a encenderse. Siendo el científico que eres, después de que se restablezca la energía, decides investigar esto más a fondo. Hoy, probará el tiempo de combustión de tres velas diferentes en este experimento. Antes de comenzar, piense en qué características de la cera afectarían el tiempo de combustión. ¿Qué cera crees que funcionaría mejor?
Materiales
- 3 velas de pilar sin perfume – Todas del mismo tamaño: una hecha de cera de abejas, una de parafina simple y una de parafina con estearina agregada
- Reloj
- Partidos
- tijeras
- gobernante
- Escala
- Cuaderno para cálculos
- Tabla de datos:
| Tipo de vela | Peso inicial |
Peso final |
Cambio de peso |
Tiempo total de combustión |
|---|---|---|---|---|
| Cera de abejas | ||||
| Parafina | ||||
| Parafina con estearina |
Pasos
1. Pese cada una de sus velas en onzas. Registre esto en su tabla de datos.
2. A continuación, con unas tijeras y una regla, recorta la mecha de cada una de las velas para que tengan la misma longitud.
¡¡Consejo de Seguridad!! Tenga cuidado al encender velas. Maneje los fósforos y las velas encendidas con cuidado.
3. Encienda cada vela al mismo tiempo. Registre la hora de inicio en su tabla de datos. Espere cuatro horas.
4. Cuatro horas más tarde es hora de apagar las velas y luego pesarlas nuevamente. Registre esto también en su tabla de datos.
5. Ahora, reste el peso final del peso inicial para obtener la cera consumida en el experimento.
6. Dado que este experimento compara cuánto tiempo puede arder cada vela, necesitamos calcular el tiempo que se tarda en quemar una onza de cera, luego calcularemos cuánto tiempo se tardará en quemar toda la vela. Divida las horas que medimos, cuatro, por la cera consumida para obtener el tiempo que se tarda en quemar una onza de cera.
7. Ahora, multiplique este número por el peso inicial de la vela en onzas. Ahora, debería tener el número total de horas que la vela puede arder.
Solución de problemas
Si tiene problemas para obtener un número exacto de la diferencia de cera consumida, intente usar una escala más sensible. Las básculas de cocina pequeñas funcionan bien para esto en comparación con una báscula de baño. Además, asegúrese de que todas sus velas sean idénticas a excepción de la cera. Utilice todas las velas de pilar del mismo grosor y altura sin un frasco de vidrio. Cambiar estas variables puede afectar sus resultados.
Discusión
¿Qué vela tuvo el tiempo de combustión calculado más largo? ¿Fue lo que predijiste?
¿Por qué crees que algunas velas arden más que otras?
Cómo funciona
Antes de explicar por qué el tipo de cera influye en el tiempo de combustión, debemos comprender un poco cómo funcionan las velas. En una vela, la mecha encendida derrite la cera cerca de la mecha. Esta cera líquida se introduce en la mecha a través de la acción capilar , donde la cera líquida se adhiere a las fibras de la mecha.
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Cuando la cera llega a la parte superior de la mecha, el intenso calor de la llama los vaporiza hasta convertirlos en gas. Durante esta reacción química, se desprenden calor y luz, que vemos como la llama de la vela. Para comprender más sobre las propiedades moleculares de la vaporización, puede revisar esta lección: Calor de vaporización: definición y ecuación
Como puede ver, la cera es un componente vital en la química de quemar una vela. La cera está formada por largas cadenas de átomos de carbono unidos a iones de hidrógeno, llamados hidrocarburos , y cada uno tiene propiedades diferentes. Para obtener más información sobre los hidrocarburos, consulte esta lección: ¿Qué son los hidrocarburos? Definición, fórmula y compuestos
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Los diferentes hidrocarburos tienen diferentes puntos de fusión , o el punto en el que cambian de sólido a líquido. Si la cera tiene un punto de fusión alto, se necesita más calor para que se convierta en líquido. Las velas de parafina simple tienen un punto de fusión relativamente bajo de 48 a 66 grados Celsius. Las velas de parafina pueden durar más si se agregan otros hidrocarburos que tienen una temperatura de fusión más alta, como la estearina , que tiene una temperatura de fusión de 70 grados Celsius.
La cera de abejas es un tipo de cera natural, con una alta temperatura de fusión, entre 60 y 66 grados centígrados. En su experimento, según el tipo de cera de abejas y la cantidad de estearina agregada, probablemente vio que la parafina se quemaba más rápido, seguida de la cera de abejas y luego la parafina con estearina.