Vela encendida en el experimento del agua
Introducción
| Objetivo: | Para entender cómo la temperatura afecta la presión. |
| Años: | Secundaria y superior |
| Preocupación por la seguridad: | Este experimento usa fósforos y una llama abierta, una vela. Tenga cuidado cuando utilice llamas en un experimento o pida ayuda a un adulto. |
| Hora: | 30 minutos |
Si desea mover algo por la mesa, como un vaso de agua o un plato, ¿qué tiene que hacer? Probablemente su respuesta sea empujar el objeto. Pero, ¿crees que hay alguna otra forma de hacer que una sustancia se mueva? Aunque parezca mágico, hoy vamos a ver el agua moverse sin ninguna fuerza visible. Esto se debe a cambios en la presión o cuánta fuerza se ejerce sobre un área. Hoy nuestro experimento examinará cómo la temperatura puede cambiar la presión y, por lo tanto, hacer que una sustancia se mueva sin que la empujemos o tiremos.
En este experimento, quemaremos una vela en un plato con agua y la cubriremos con un jarrón. Observaremos el cambio de temperatura y presión del aire dentro del jarrón y cómo se mueve el agua en respuesta. Antes de comenzar, tómate un minuto para adivinar qué pasará con el agua.
Materiales
- Colorante alimenticio
- 1 a 2 tazas de agua
- Un plato grande
- 1 vela de pilar simple
- Fósforos o un encendedor
- Un jarrón de vidrio lo suficientemente grande como para caber sobre la vela. Probablemente necesite algo más grande que una taza.
Pasos
- Primero, mezcle su colorante alimentario con agua. Dependiendo del tamaño de su plato, necesitará de 1 a 2 tazas de agua. El colorante para alimentos hará que sea más fácil observar el movimiento del agua más tarde, pero puedes hacer el experimento sin él.
- Coloque su vela en el medio del plato.
- Luego, vierte tu agua en el plato hasta que cubra completamente el fondo. Debe tener aproximadamente 1/2 pulgada de profundidad.
- Enciende tu vela y coloca con cuidado el jarrón sobre ella. La vela finalmente se apagará. Mientras se quema, observe lo que sucede.
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Solución de problemas
Si tu jarrón se pone negro cuando pones la vela y es difícil ver el agua, es posible que el jarrón esté demasiado cerca de la llama. Seleccione un jarrón más grande. Si no nota un cambio en el agua, intente agregar más a su plato antes de comenzar. Una vela más grande también tendrá un mayor efecto, solo asegúrese de que su jarrón sea lo suficientemente grande para acomodarlo.
Preguntas de discusión
¿Qué pasó con el agua cuando quemaste la vela?
¿Cómo cambió la temperatura dentro del jarrón cuando se encendió la vela en comparación con cuando se apagó?
¿Cómo afectó esto el movimiento del agua?
Cómo funciona
En su experimento, debería haber observado que el agua entra en el jarrón cuando se apaga la vela. Cuando se enciende la vela, la llama desprende calor. Este calor a su vez aumenta la temperatura del aire dentro del jarrón. La temperatura es la energía cinética molecular promedio o qué tan rápido se mueven las moléculas de aire. Cuando la temperatura sube, las moléculas se mueven más rápido y se dispersan. A medida que las moléculas se extienden, ejercen más fuerza sobre el vidrio, aumentando la presión.
El aumento de presión incluso empuja algo de aire fuera del jarrón, lo que podría ver como burbujas que se forman en el agua. Sin embargo, cuando la vela se apaga, el aire se enfría nuevamente. Cuando el aire se enfría, las moléculas se mueven más lentamente y el aire se condensa. Con menos aire en el mismo volumen, la presión disminuye.
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Para comprender la presión y la temperatura, piense en un grupo de personas en un aula. Si la habitación hace calor, todos quieren separarse y alejarse unos de otros. Pero cuando la habitación está helada, todos quieren acurrucarse juntos para mantenerse calientes. Cuando el aire está caliente, se esparce y la presión aumenta. Cuando el aire está frío, se condensa y la presión baja.
Es posible que todavía se pregunte qué tiene esto que ver con el agua que entra en el jarrón. Todo es que el mundo quiere estar en equilibrio , o en equilibrio. Las moléculas fluyen desde donde hay mayor presión hacia donde hay menos presión hasta que ambos lados son iguales. Cuando el aire se enfría, la presión dentro del jarrón disminuye. Para igualar las cosas, el agua del plato fluye hacia el jarrón. El agua fluye hasta que la presión es igual en ambos lados.