Esperimentando - Xogamos coa temperatura, a presión e a auga

Por Cris, Pablo e Nuria. 1º ESO A.

A forza da gravidade fai que os corpos permanezan unidos á superficie sobre a que se atopan. Pero xogando con variables atmosféricas, como a presión e a temperatura, podemos "enganar" á gravidade e facer ascender auga por un recipiente. Como? A continuación o explicamos, pero... para este experimento é moi importante ter un adulto preto, xa que imos utilizar lume!.

Materiais

Imos necesitar o seguinte:

• Un prato fondo.
• Unha botella de cristal.
• Unha vela longa (pero menor que a botella).
• Unha botella de auga.
• Colorante (nós por exemplo escollemos un de cor azul, dos que se empregan para doces).
• Un chisqueiro.

Proceso

Imos empezar acendendo a vela e poñéndoa boca abaixo sobre o prato, con moito coidado de non queimarnos os dedos. Deixamos caer un pouco de cera. Rapidamente poñemos a vela encima e apertamos uns segundos sobre o prato para que quede fixa. Apagámola para non queimarnos mentres preparamos o resto de cousas.

Collemos o colorante e botamos unhas gotitas dentro da botella de auga. Axitamos ata que non queden grumos. Botamos esta auga no prato fondo, sen que caia por fóra.

Acendemos de novo a vela e poñemos rapidamente a botella encima, pero tampouco moi rápido porque a vela podería apagarse polo movemento.

Desde o momento no que a auga entra en contacto coa botella, podemos observar como empeza a subir por dentro, lentamente. E aínda que a vela apáguese, podemos seguir vendo como a auga sobe, incluso con máis rapidez que antes.

Neste vídeo amósase todo este proceso e o seu resultado:

A auga ascende nunha botella en contra da gravidade

Explicación

Isto pasa porque a chama da vela necesita osíxeno para realizar a combustión da parafina (cera). Como resultado desta reacción química, obtense dióxido de carbono (CO2) e auga (H2O).

A auga despréndese en forma de vapor da combustión pero, ao tocar as paredes, máis frías, da botella e ao apagarse a vela, condénsase nesas paredes, en forma de pequenas gotitas. Ese cambio de estado, produce unha diminución do volume. Ademais, o dióxido de carbono quente que se desprende da combustión, tamén se arrefría ao entrar en contacto coas paredes da botella, o que fai que o volume deste gas diminúa. Este último efecto é mais pronunciado que a condensación mencionada antes e é a principal causa de que o experimento funcione.

É así como o volume dentro da botella diminúe, diminuíndo a presión; mentres que a presión atmosférica mantense constante. Dese modo, como a presión de fóra é maior que a de dentro, empuxa á auga e faina subir, co obxectivo de igualar as presións.


Que relación ten este experimento cos fenómenos atmosféricos?
Na atmosfera tamén ocorre un movemento dun fluído, como é o aire, entre zonas de altas presións (anticiclóns) e zonas de baixas presións (borrascas). Nas borrascas créase un baleiro en superficie, que é ocupado polo aire que provén das zonas anticiclónicas, onde hai altas presións que expulsan ese aire. Fórmanse así os ventos. De maneira similar, no noso experimento, o aire que hai na aula empuxa a auga do plato cara o colo da botella, xa que dentro dela xerouse unha zona de baixa presión.